我們細胞中的遺傳物質(zhì)是由一種被稱為脫氧核糖核酸(DNA)的化學(xué)物質(zhì)組成的。一個人體細胞中全部的DNA總稱人類基因組,,包含了人體的所有遺傳信息,。遺傳信息由DNA中四種不同的堿基 (簡稱A,T,,G,,C)來編碼,,它經(jīng)常被比喻為一部用A,T,,G,,C四種字母書寫的生命之書。這是一本含有30億個字母的巨著,,我們要讀懂它,,首先需要知道這些字母的排列順序,也就是測定其序列,。
但是我們又知道,,其中絕大部分(90%以上)的序列是沒有任何意義的。因此,,當(dāng) “人類基因組計劃”于1990年在美國正式啟動,,計劃用15年的時間把生命之書所包含的字母按其書寫順序,不管有沒有意義全都抄下來時,,許多生物學(xué)家都覺得非常浪費,。這項計劃在2003年提前完成,總共花費了30多億美元,。實際上這些錢并非都花在用來測序,,其他方面,比如開發(fā)更好,、更快的測序,、分析技術(shù),也花去了很多經(jīng)費,。
在 “人類基因組計劃”的13年間,,由于技術(shù)進步,測序速度不斷提高,,費用也不斷地下降,。測定第一批的10億個堿基序列用了4年的時間,而測定第二批的10億個堿基序列只用了不到4個月,。當(dāng)人類基因組計劃剛剛啟動的時候,,測定1個堿基序列的費用非常昂貴,大約是10美元,,而到2001年時,,這個費用已下降到了0.1-0.2美元。也就是說,,用2001年的技術(shù),,花上3-6億美元就可以把人體基因組全部測定了。
在1998年,一家私營公司塞里拉基因組學(xué)公司宣稱將用新的方法獨立把人體基因組重新測一遍,,開始了與人類基因組計劃的競賽,。他們用了3年的時間,花了大約3億美元,,完成了目標(biāo),。他們用的是5個人的基因組混在一起測,但大部分測的是公司創(chuàng)建者克萊格·文特的基因組,。文特后來在此基礎(chǔ)上把他的基因組全部測定了,,在今年9月初公布。由于這并不是一個獨立的項目,,很難估算究竟花了多少錢來測他的基因組,。
每個人的基因組序列都不盡相同,它決定,、影響著我們的長相,、生理機能、健康狀況等等,。第一個真正個人化的基因組測序計劃測的是詹姆斯·沃森的基因組,。沃森是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的共同發(fā)現(xiàn)者(因此獲得諾貝爾獎),也是人類基因組計劃的第一位領(lǐng)導(dǎo)者,,讓他來創(chuàng)這個記錄,,再合適不過了。這項工作是“454生命科學(xué)公司”與貝勒醫(yī)學(xué)院合作做的,,于今年5月份完成,,總共只用了兩個月的時間,花費不到100萬美元,。
比起幾年前需要花費幾億美元才能測定一個人的基因組的全部序列,,這個開支似乎低得不能再低,但還是只有少數(shù)人才負擔(dān)得起或才有那樣的機會,,它只是富人和名人的特權(quán),。不過,測序技術(shù)還在飛速發(fā)展,,費用也在直線下降。去年,,美國加州的“X獎基金會”宣布,,如果有哪個團隊能夠首先實現(xiàn)在10天之內(nèi)測完100個人的基因組,每個花費不到1萬美元,,那么它將獲得1千萬美元的獎金,。按照現(xiàn)在的發(fā)展水平,這個目標(biāo)也許用不了幾年就能實現(xiàn),到那時,,就有很多人支付得起測定自己的基因組序列的費用了,。
但是這還不夠。文特也宣布,,哪個團隊能首先把測定人類基因組的費用降到不到1千美元,,他將獎勵他們50萬美元。最近,,BioNanomatrix公司和“完全基因組學(xué)”公司聯(lián)合獲得美國政府的一筆科研基金,,其目標(biāo)是用納米技術(shù)開發(fā)出新的測序儀器,能在8個小時之內(nèi)就測定完一個人的全部基因組序列,,花費不到100美元,!到那時,只要你愿意,,每個人都可以獲得自己的“生命之書”的抄本,。
但是有這個必要嗎?幾年前,,當(dāng)人類基因組計劃剛剛完成的時候,,媒體曾歡呼人類“生命之書”獲得了破解。其實不然,。測定基因組序列只是相當(dāng)于把“生命之書”抄寫了下來,,是否能夠破解、讀懂它,,則是另外一回事,。事實上,我們對這部生命之書的意義大部分都還無法理解,。在測序技術(shù)飛速發(fā)展的同時,,對基因功能的研究相比之下卻是令人尷尬的緩慢。這種狀況在短時間內(nèi)不會有根本的改變,。
當(dāng)然,,基因組測得越多,遺傳學(xué)家就越容易通過比較不同人的基因組序列而鑒別出基因的功能,。但是,,在現(xiàn)在,以及在未來的幾年內(nèi),,擁有個人的基因組序列,,其象征意義和學(xué)術(shù)價值遠大于個人的實用價值。就拿已經(jīng)有知道自己的基因組序列的文特和沃森來說吧,,他們能從中了解到多少有用的健康信息呢,?幾乎沒有,。研究人員沒有發(fā)現(xiàn)他們兩位有必然會得某種遺傳病的基因突變。沃森年輕時曾經(jīng)得過皮膚癌,,但是我們不能確定這是否與基因突變有關(guān),,也無法知道他以后是否會得癌癥。文特的基因組有幾個突變與阿滋海默癥(老年癡呆),、心臟病和眼睛黃斑變性有關(guān),,但也只是表明得這些病的風(fēng)險比較大,并非必然就會得這些病,。
其實,,所謂的致病基因往往只是增加得某種疾病的風(fēng)險,那么我們本人是否有必要知道我們攜帶著這些致病基因,?如果知道,,壞處是會增加我們的煩惱,特別是如果攜帶的是所謂不治之癥的致病基因,;好處是也許可以設(shè)法預(yù)防,、降低患病的風(fēng)險。對此文特和沃森的態(tài)度有些差異,。文特想知道自己攜帶著的所有致病基因,,在了解到自己有增加患心臟病風(fēng)險的基因突變之后,考慮到他的父親是因心臟病去世的,,他開始服降血脂的藥物進行預(yù)防,。而沃森則要求測序公司在把序列交給他之前,把與阿滋海默癥有關(guān)的一個基因的數(shù)據(jù)刪掉,。他今年已79歲,,不想知道自己是否有得阿滋海默癥的風(fēng)險。
隨著基因組測序的普及和我們對基因組功能了解的深入,,必然要面臨著的另一個問題,,是所謂基因隱私的問題。你是否愿意公開你的基因組序列,?是否愿意讓醫(yī)療保險公司掌握這方面的數(shù)據(jù),?文特和沃森都把自己的基因組序列放在了網(wǎng)上公開,覺得這沒什么大不了的,。但別人未必都看得這么開,。這個問題粗看似乎很簡單:立法保護,由本人決定是否愿意公開,。但是如果考慮到一個人的基因組序列和他的父母,、兄弟姐妹、子女都很大的相似性,,這個問題就變得復(fù)雜了,。未經(jīng)親屬的同意就公開自己的基因組序列,是否在一定程度上侵犯了他們的隱私,?