后人类时代
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在沃森-克里克时代之后,分子生物学真正的革命,在于它变成了数码式的——基因的“机器代码”与计算机代码很接近,令人不可思议。
窗外风雪再大
也有我陪伴着你
全文字数:2856字
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你的生身父母,他们应负责任。
尽管并非有意,但是事与愿违。
他们把自身的缺憾全部赋予你。
而你不甘寂寞,平添不少毛病。
——菲利普·拉金《这就是诗》
村上春树在《1Q84》中写道:
“究其根本,人类不过是携带基因的载体与表达功能的通路。基因是自然界万物生长的源泉,而我们就像是风驰电掣的赛马,在转瞬间前赴后继薪火相传。它们的组成与世间的善恶无关,同时也不会受到人情冷暖的影响。我们只是这些遗传物质最终的表现形式。因此如何提高遗传效率才是唯一需要考虑的问题。”
人类,正在学习如何改变有机体中由基因组决定的遗传特征。仅仅在过去的五年间,人类已经发明出按照既定目标永久改变人类基因组的技术。尽管,这些“基因工程”技术的安全性和可靠性还有待慎重评估。
与此同时,通过分析个体基因组来预测人们未来命运的能力也得到了大幅度提升。虽然,通过这些技术预测的结果的真实性和有效性尚需验证。尽管人类已经“读取”了基因组的秘密,但就在四五年前,我们还纠结如何批量“复制”基因组的问题。
基因,这是遗传物质的基本单位,也是一切生物信息的基础。
19世纪90年代,当荷兰生物学家雨果·德·弗里斯偶然接触到基因概念的时候,他就敏锐地意识到了人们对于自然界和自身的认知将要发生翻天覆地的变化。
正如研究物理和化学需要回归到分子和原子层面一样,我们需要通过生物科学手段,来了解基因在大千世界中发挥的作用——数量相对较少的某些因子,经过不计其数的排列组合后,形成了整个有机世界。
紧跟着基因时代的脚步,人类正在义无反顾地向前狂奔。
一旦人类认识到个体基因组编码的命运本质并且掌握了定向改变这些可能的技术,一旦人类具备了理解与操纵人类基因组的能力,传统意义上的“人类”概念也许将发生不可逆转的改变。
人类与基因相识的故事,起源于孟德尔在摩拉维亚修道院中的豌豆花园。
孟德尔,奥地利帝国生物学家,圣托马斯修道院神父,通过豌豆实验发现了“遗传因子”,也发现了遗传学三大基本规律中的两个:分离规律和自由组合规律,被誉为现代遗传学之父。
孟德尔指出,大部分遗传物质看上去似乎融合在了一起,其唯一的原因,是这些遗传物质是由多种不同的“微粒”构成的。
但是对于当时的生物学界而言,孟德尔的遗传学说来得太突然了。在进化理论中还没有东西的遗传是突然发生的。是啊,如果基因是构成生物的“原子”,那么改变它们岂不是像炼金术那样诡异?
既然提到了奥古斯汀修道院院长孟德尔,就不得不提起一个与他非常不同的人——赫尔曼·约瑟夫·穆勒。是他,完成了第一次人工诱发的突变,在基因突变问题上取得了突破。
穆勒是20世纪最有影响的遗传学家之一,一生共发表372篇论文,其中最重要的论文是《基因的人工诱变》。他的重大发现是“基因突变可以由人工诱发”,并为此获得了诺贝尔奖,是继摩尔根之后获得诺贝尔奖的第二位遗传学家。
同一个时代,英国著名物理学家欧内斯特·卢瑟福发现,原子是可嬗变的,这也意味着,使用“原子”这个词(希腊语意为“不可分割”的)表达组成物质的最小微粒,是不合适的。
而基因突变,也并不是上帝站在遥不可及、坚不可破的遗传物质的堡垒里,给人类开的一个玩笑。
生物学家们发现,新突变体的体内有一种酶无法发挥正常的功能,因此它们无法制造一种化学物质。他们提出了一条生物学定律:一个基因确定一种酶。
这个定律后来被证明是基本正确的。从那时开始,遗传学家都会默念道:一个基因——一种酶。基因是蛋白质的“配方”;突变就是由于基因变化造成的蛋白质变化。
但是,基因依然很神秘,难以捉摸。一方面基因能够决定蛋白质的成分,另一方面基因本身又由蛋白质构成。这种关系令人摸不着头脑——细胞里好像没有其他东西比基因更复杂、更神秘了。
1953年,20世纪分子生物学的带头人之一詹姆斯·杜威·沃森和克里克发现DNA双螺旋结构,获得诺贝尔生理学或医学奖,被誉为“DNA之父”。
詹姆斯·杜威·沃森坚定地认为:组成基因的是DNA,而不是蛋白质。DNA是一种双螺旋结构,好似两条缠绕在一起的精美楼梯,长度可以无限延长。它携带着一个密码,借助密码字母之间的化学亲和力,这个密码能够进行自我复制。
它给人类揭示了一个秘密:也许,是DNA传递了遗传物质。
然而,遗传密码到底是什么呢?A、C、G、T四种碱基如何串联形成DNA分子,并且决定毛发质地、眼睛颜色、细菌荚膜的性质呢?
DNA结构发现了,但也给人们带来了种种困惑,一直持续了很多年。基因密码本身,也就是基因用以表达自己的那种语言,本身就是一个谜,多年不得破解。
对此,英国生物学家、物理学家、神经科学家弗朗西斯·克里克提出了许多好的想法,为我们寻找这些问题的答案,提供了绝佳的思路。其中,就包括一种被称为“衔接分子”的物质——我们今天称其为转运RNA。尽管当时没有任何证据,克里克预言这样的分子肯定是存在的。
克里克是一位执着的科学家,拥有敏锐的洞察力和坚忍不拔的毅力。他在科学史上第一次明确提出用自然科学的办法可以解决意识问题。
因此,霍根曾在《科学极限》一书中称赞道,“只有尼克松才能打开与中国的外交僵局;同样的,也只有克里克才能使意识成为合法的科学对象”。
克里克一直在思考意识的本质,他对意识问题研究的特点是从理论入手,并且不仅从自己熟悉的分子角度,还注重从心理学、神经解剖学以及神经生理学等各个角度,甚至从哲学水平来研究问题,以期架起连通各个领域的桥梁。
20世纪90年代中期,克里克在其科普著作《惊人的假说:灵魂的科学探索》中指出,我们的思想、意识完全可以用大脑中一些神经元的交互作用来解释,这就是他提出的关于意识的“惊人假说”。
在《生命本身:起源和本质》一书中,克里克提出直接的有生源说理论,以此来解释生命的起源。
虽然他认为“来自宇宙空间的微生物或生物化合物是地球上生命的起源”这一理论仍徘徊在科学的主流之外,但由这种理论引发的各种支持和反对意见却富有启发性和建设性意义。
正如理查德·道金斯所言:“在沃森-克里克时代之后,分子生物学真正的革命,在于它变成了数码式的——基因的“机器代码”与计算机代码很接近,令人不可思议。”
现在大家耳熟能详的与计算机相关的“代码”一词,在拉丁语中原本是植物茎基的意思,而这种也被称为木髓的材料曾经用于早期记录。
对于代码这个词来说,它从形态到功能演变的过程不免令人深思,其实DNA又何尝不是如此?
沃森和克里克意识到,分子形态和其功能之间存在着某种内在联系,遗传密码已经被写入组成DNA的材料中,它就像刻入木髓的符号一样清晰可见。
并且,相对于一个字母的丢失就会导致之后的所有字母都变得毫无意义的“移码突变”,大自然选用的方法兼容性更强,能够经受住其他错误。
基因密码内会出现很多重复内容,并且,同一个意义可以用很多种三字母形成的组合进行表达。
要想“化零为整”就必须要先“化整为零”,人类正在“化整为零”的道路上渐行渐远,一旦认识到人类这种生物体是由基因、环境以及基因-环境交互作用组成的那么就会从根本上改变我们对于人类的定义。
虽然,任何理智的生物学家都已经认为人类不过是个体基因的产物,但是我们对自身的感知将随着外源基因的引入而发生改变。
并且,即使是化零为整也无法令其再恢复到化整为零之前的原样!
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