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    破譯遺傳密碼 掌握生命秘密

    中國青年報  2019-12-09 09:40     瀏覽量:31834

    你想象過,在科幻電影中才會出現的場景,也許有一天會成為現實嗎——

    那時,有一本記錄著自身遺傳密碼的書伴隨自己從出生到死亡,里邊密密麻麻的符號能夠清楚地表明你患有某些疾病的幾率;癌癥這樣可怕的疾病也有辦法被攻克,因為醫院可以監測到你的身體指標,哪種基因發生了突變都可以被發現,甚至在發病前就有可能擁有治療方案。

    醫院不再只是得了病才去的地方,而是一個全民健康保障的中心。每個人都可以對自己的身體了如指掌,自己究竟在哪些方面有優勢,在哪些方面有弱點,都會一清二楚。甚至,你還可以選擇通過修改致病的基因來保障健康,讓自己遠離疾病的折磨。

    這些神奇的場景可不是某個科幻作家的想象,而是中國科學院院士、生物信息學家陳潤生基于科學依據對未來作出的推斷。近日,中國青年報·中國青年網記者在南京舉辦的首屆藍星球科幻電影周上對陳潤生進行了專訪。

    這些人類對抗疾病的新辦法,源于對遺傳密碼的研究取得的突破。通俗地說,人的每個細胞當中都有一份遺傳密碼,別看遺傳密碼只是承載著4個符號的一條線,但這條線足夠的長,能承載人從生長發育到一代傳給一代的信息。4個符號不斷變化,人的遺傳密碼總的符號大約有30億個。

    這是什么概念呢?如果把一個人的遺傳密碼測完并打印成一本書,按每頁放3000個符號、每100頁訂成一本書來算,大概要1萬本。如果一本書是1厘米的話,那么這套書就有100米(1萬厘米),按一層樓是2.5米高計算,這100米就是40層樓房的高度。

    如果這些遺傳密碼得到破譯,人們就會從遺傳的層次上對生命的秘密有了根本的了解,也會知道哪個地方突變可以導致什么樣的疾病,這對治療腫瘤、糖尿病、心腦血管病等疾病有著重要的意義。

    陳潤生認為,測量人類的遺傳密碼已經變得可行且越來越便宜,每個人都可以測量出自己的遺傳密碼是一個可望而可及的事。但目前,科學家們真正能夠完整解讀的部分只占我們遺傳密碼的3%,即遺傳密碼中的編碼蛋白質。2015年,美國前總統卡特患黑色素瘤且癌細胞轉移到了腦和肝,但由于突變發生在被科學家能夠分析的3%當中,加上有治療藥物,經過半年的治療后,卡特體內已經看不到任何腫瘤細胞了。

    “這只是3%,如果整個遺傳密碼中的另97%也都能被了解,我們就可以找到任何一個突變,這將對很多疾病的治療有多么大的幫助!”陳潤生說。

    遺傳密碼的破譯一方面推動了生物醫學進入大數據時代,另一方面也促進了對人工智能的應用。

    其實,早在上世紀80年代,陳潤生和團隊就利用人工神經網絡即人工智能幫助人們破譯遺傳密碼了,通過建立起由各種節點(仿神經元)連接組成的腦模型并對它進行訓練,幫助科研人員識別胸片。陳潤生認為,相比起人腦,目前的AI還處于一個非常簡單、低能的狀態,也許隨著人工神經網絡原理、方法和技術的發展,當AI向真正的高等生物學習特別是學習人的大腦時,我們將可以通過人工智能解決更加重要、更加本質的科學問題。

    “不過,人工智能是要經過學習和訓練的,沒有知識、無中生有地幫助人們解決科學問題是不可能的。企圖建立一個AI去解決所有問題并無限拓寬它應用的疆界,是不科學的?!标悵櫳f。

    在陳潤生看來,生物醫學進入大數據時代從本質上來說推動了精準醫學的出現,即醫學從現在以診斷治療為主,向以健康保障為主演進?!澳贻p人將有全新的機會”。

    現在的基因編輯技術可以在已被掌握的這3%知識范圍內,對遺傳密碼中的某一點進行人為改造,且載有遺傳密碼變化的細胞可以被培養出足夠的量,回輸到人所需要的器官內。

    盡管基因技術可以幫助人們改善生命狀態,但仍有一點需要警惕。陳潤生強調了一條不能觸碰的紅線:在目前的知識范疇內,人類的共識是不得更改生殖細胞?!叭绻皇菍Σ∪诉M行個體改造,這只是在個體的范疇內。一旦涉及生殖細胞的更改,我們無法把握經過多少代的遺傳后可能帶來的影響?!?/p>

    對于更遙遠的未來,陳潤生設想了一個更為神奇的場景:如果一個人坐在速度可達光速的宇宙飛船里遨游太空,那這個人的生命相對地球來說是可以無限延長的,當他在回到地球時,說不定已經過了幾百年或是上千年。

    “這不是幻想,這是廣義相對論告訴我們的知識??茖W的想象強調邏輯連貫性,每一步都要建立在科學理論的基礎上?!标悵櫳f,“我覺得這種情景未來有可能會實現,當然這不是幾代人能夠實現的,要經過很多代人的探索?!?/p>

    劉奕楓 記者 李潤文


    【責任編輯:歐陽雪】
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