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細胞可以重編程,生活可否重來

細胞可以重編程,生活可否重來

最近讀了一本比較熱的歷史類書籍,《人類簡史》。聯繫我的生物專業背景,就書中現代科技部分對人類今後生活影響,談談自己的一些個人看法。

電子類產品,如果出現一些軟體上的故障,我們可以通過重啟,再次使用。

但人呢……一生的軌跡,只能是單線條進行性的。

從微觀的細胞發育層面看,同樣如此。每個細胞的命運,從成為受精卵開始就已經決定了……每個人體內不同的細胞,都是千差萬別的,各行其職;所有的細胞都是從一個具有全能性的受精卵開始分化的,首先分化成一些具有特定潛能的多能性細胞,從而可以進一步分化成如血液、不同內臟系統、神經、五官等不同特定的細胞組織。我們把這種具有全能性或多能性的細胞稱為幹細胞(stem cell),也可以說是一種萬用細胞。

但同時一旦某種類型的細胞被決定了其特定的功能,它的命運也就決定了,無法更改。比如同一個人皮膚的細胞和腦中的神經細胞在形態和功能上幾乎完全不同,但它們都是來源於最初的同一個胚胎幹細胞。

直到2008年,這一結論還是保留在教科書中。但在這一年,人類誘導幹細胞的技術實現成為了一項科學里程碑,誘導幹細胞是一種將已經分化的特定細胞誘導回溯,通過將四種重要的因子注入已分化細胞中,使之又變回幹細胞。因為每個成年個體,體內不再有全能性的幹細胞,通過誘導幹細胞技術,可以將體細胞再次分化成其他我們想要的任意一種細胞,從而實現研究工作或臨床的需求。

而2012年,科研工作者又發明了另一項重要的技術:在細胞中可以運用一項微生物抗病毒的系統CRISPR-Cas9,來靈活地改變生命的遺傳基礎——基因。這項技術就像細胞中的GPS,能通過特定的核苷酸序列,精確地找到需要修改的基因位置,然後再像一個顯微外科醫生,將「壞」基因移走,引入「好」的基因。比如在農業領域,移除氧化基因從而使蘑菇不再變黑的抗氧化蘑菇在2015被美國農業部批准上市,這不同於轉基因食品不可量化地隨意引入一些外源基因,因此無需審批。這意味著,生命的遺傳物質基礎可被編輯,並且這一技術正在被不斷地被優化。那麼作為這一技術執行者的我們,需要像文字編輯對語義語法的深入理解而進行的修改那樣,對基因的功能更準確地把握,能真正地使人類對物種進化的貢獻沒有後顧之憂。

那麼當我們把這兩項技術結合在一起,對胚胎或誘導幹細胞進行基因編輯,對人這個物種進行基因的改造,這將不再成為技術問題。於是乎,這樣一個命題即將成立:智人真的可以改變物種、甚至創造物種!現在一些用於研究的模式生物的胚胎改造已陸續實現,阻礙人類自身的基因改造計劃,僅僅囿於倫理。人真的可以取代上帝了嗎?科技時代的智人命運,掌握在自己手中了嗎?

現如今,幹細胞和基因編輯技術在醫學中,是具有重要的臨床價值的,像一些神經退行性疾病:帕金森氏病(PD)、阿爾茲海默病(AD)、脊索側索硬化症(ALS)等,都是機體一些特定神經元細胞進行性凋亡,神經細胞是一種不可再生細胞,因此一旦得病無法改善。但利用新的技術,我們可以特定分化相關細胞,再植入病人體內,從而對缺失的細胞進行補充,就像缺少維生素我們現在可以方便地補充外源維生素片那樣方便。那麼我們繼續展望,其他特定組織、甚至整個器官的再生,也一定在不遠的未來可以實現。

那麼,細胞可以重編程,我們的生活可否再來……作為一個設想,我們是否可以參照誘導幹細胞的方法,當我們將一些特定元素重新注入生活中,從而使生活回到一個初始的、本真的狀態,我們是否又可以經歷一個暫新的生活。這是生活的體悟,可以是我們思維方式的改變,從而使我們的生活,更豐富多彩。

已經消失,也沒有複發。

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