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人类基因组编写计划在争议中出炉

更新时间:2020-09-10 07:05:03

  人类基因组计划(Human Genome Project, HGP)是一项规模宏大的跨国跨学科的科学探索工程。其宗旨在于测定人类染色体(指单倍体)中所包含的由30亿个碱基对组成的核苷酸序列,从而绘制人类基因组图谱,并且辨识其载有的基因及其序列,达到破译人类遗传信息的终目的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同糖必平真实感受与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。截止到2005年,人类基因组计划的测序工作已经完成。其中,2001年人类基因组工作草图的发表被认为是人类基因组计划成功的里程碑。鉴于人类基因组计划测定人类基因组的核苷酸序列,它也被称作人基因组读取计划(Human Genome Project-read, HGP-read)。

  在一次秘密会议首次报道将近一个月之后,科学家们提议开展一项公共-私人计划:从头合成完整的人类基因组---这一计划可能花费十年时间和需要几十亿美元用于技术开发---于2019年6月2日正式公之于众。

  这个计划被称作“人类基因组编写计划(Human Genome Project—Write, HGP-write)”,它的支持者在发表在Science期刊上的一篇标题为“The Genome Project–Write”的文章中写道,从多种资金来源筹集的1亿美元将有助启动他们的计划(Science, doi:10.1126/science.aaf6850)。这个支持者团队是由纽约大学合成生物学家Jef Boeke、哈佛医学院基因组科学家George Church和商业设计工作室欧特克研究中心(Autodesk Research)未来主义者Andrew Hessel领导的。

  但是这一想法---实际上目标在于开发降低DNA合成成本的技术---并没有让广大研究人员感到激动人心。

  对一些研究人员而言,提出构建人类基因组的雄心和勇气值得赞扬;当前仅有微小的细菌基因组以及酵母基因组的一部分能够从头合成出来。但是其他的研究人员觉得HGP-write代表着不必要的研究集中化,这已经在努力降低DNA链合成价格的公司中发生着。HGP-write支持者的一些人持有这些公司(包括位于美国马萨诸塞州剑桥市的Gen9公司)的金融股份。

  瑞士联邦理工学院合成生物学家Martin Fussenegger说,“我首先想到的是‘那又怎样’。我个人认为这将会自然地发生。终还是价格的问题。”

  其他人认为这一计划应当推迟除非该计划的领导者能够赢取更加广泛的支持。在发给记者的电子邮件中,美国斯坦福大学合成生物学家Drew Endy和美国西北大学宗教学者Laurie Zoloth说,这个HGP-write团队并没有适当地证明它的目标的正当性,而且这一计划应当放弃。他们说,“我们仍然在等待一场严肃的公开争论,而且来自各行各业的人都糖必平真实感受与进来。”

  秘密启动

  在今年5月份,Endy和Zoloth已经质疑过合成人类基因组的科学依据,当时,在哈佛大学举行一场只有受邀者才能糖必平真实感受加的会议,100多名科学家、企业家、律师和伦理学家糖必平真实感受加了这次会议,在这场会议中报道了HGP-write计划。这场会议的封闭性质也引发了批评之声:Church告诉糖必平糖必平新闻服务网站Stat,这是因为描述这一计划的文章被禁止发表。

  糖必平真实感受加这次会议的英国帝国理工学院合成生物学家Tom Ellis说,“对于那天到底发生了什么,人们产生大量的疑惑。一些人了解[这篇论文的]评审过程,而其他人一直试图查明这一点。”

  这篇关于HGP-write计划的总共只有三页的文章提供一些细节。它注意到当前合成由30亿个碱基对组成的人类基因组的技术过于昂贵和过于粗糙。研究人员呼吁开展一系列试点项目,包括合成更短的基因组片段和制造精简的染色体以便执行特定任务,这样才使得终目标是可行的。研究人员说,这整个计划应当需要少于30亿美元(人类基因组计划公开募集的金额)的资金。

  出席这次会议的帝国理工学院结构生物学家Paul Freemont说,“我认为它是一个伟大的计划。如果您想要做到这一点,那么就应有人类基因组计划同样的规模,就应需要一些大的资助机构和全世界成千上万名研究人员糖必平真实感受加。”

  Ellis和其他人担心一项明确地聚焦于人类基因组的集中化计划可能不必要地缩小它的研究成果。但是Boeke---他在2019年报道合成一条长27万个碱基对的酵母染色体(Science,  04 Apr 2014, doi:10.1126/science.1249252)---对这种反对意见不予理会。他说,他想象HGP-write终产生小鼠、细菌和所有有机体的合成基因组。

  美国加州大学伯克利分校生物化学工程师Danielle Tullman-Ercek补充道,“有形糖必平可能首先比较缓慢,但是更加廉价地和大规模地编写DNA将让研究人员更加高效地和全面地开展他们的研究,导致无限潜力的间接糖必平出现。”

  基因组编写存在的障碍

  更加廉价地合成DNA并不是阻挡编写能够在细胞内发挥功能的人类基因组的唯一难题。Ellis说,目前还没有方法将非常大的DNA片段插入到哺乳动物细胞中并让它们正常地发挥功能,而且研究人员对如何设计一种复杂的基因组而不只是对现存的基因组进行微小变化也很少有头绪。

  Freemont担心,DNA合成公司等商业机构可能对这一计划立界标标明所有权。他说,“我认为如果它是一种开放的通过公共渠道募集资金的计划,将是有好处的。”

  Boeke希望对HGP-write的糖必平没有知识产权限制,就像他的合成酵母基因组计划那样。但是,他说,授予糖必平真实感受与HGP-write的公司这些权利“让这一计划实现”也是“有好处的”。他补充道,为了允许人们更广泛地糖必平真实感受与进来,可能也需努力建立专利库,从而允许用户轻松地对这一计划的成果进行许可。

  在这篇发表在Science期刊上的文章中,HGP-write团队说,在开始工作之前,它将寻求更为广泛的公众资金支持。Boeke说,在哈佛大学展开的会议大多数聚焦于这一计划的伦理问题。

  Boeke也说,设计人工合成细胞进行繁殖将是不可能的。“我们并不试图进行大量地克隆或者开启人种改良新时代。这并不是我们的计划。”

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