錯(cuò),自然與人為
現(xiàn)在,人們正拿起了基因測(cè)序這一先進(jìn)武器,在“非典”的戰(zhàn)場(chǎng)上與病魔展開較量.4月14日,人類基因組全圖正式發(fā)表,從此全世界的人們都可以免費(fèi)獲得這份資源；50年前的這個(gè)時(shí)候,沃森和克里克共同發(fā)表了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu),從此為人類認(rèn)識(shí)、了解自己打開了關(guān)鍵的一道門.
曾幾何時(shí),當(dāng)人類自身的秘密困擾著我們的時(shí)候,我們是那樣迷惑；但當(dāng)這秘密漸漸將大白于天下時(shí),我們不自禁地又猶豫起來.
距離是產(chǎn)生美感的基礎(chǔ),當(dāng)一切都變得如此清晰,我們還會(huì)一如從前嗎?科學(xué),是雙刃劍,即使在“人類基因組計(jì)劃”這樣從一開始就本著全人類免費(fèi)共享資源的項(xiàng)目,也曾遇到某些不和諧的聲音.
但是,無論科學(xué),還是人為,都要遵循自然的法則.按照中國(guó)傳統(tǒng)的哲學(xué)思想———天之道,損有余補(bǔ)不足.一切的不平衡都會(huì)在宗法自然中找到自己的支點(diǎn).
不知不覺間,人類已經(jīng)在第21個(gè)世紀(jì)走過了兩個(gè)半年頭,DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)也已經(jīng)發(fā)表了50周年.回想50年前,生命奧秘答案初現(xiàn)端倪之時(shí),人們的驚喜、迷惑與期待還仿佛如剛剛掠過的那一縷清風(fēng),在我們的耳邊、心里留下?lián)]之不去的印象.
時(shí)間是最自然的,又是最人為的.自然似乎只通過時(shí)間給我們以啟示,斗轉(zhuǎn)星移的相應(yīng)位置造成的物理變化,以及與此有關(guān)的生物的生死循環(huán)等.作為國(guó)際人類基因組計(jì)劃的執(zhí)行者,我相信經(jīng)過我們所有正直的、負(fù)責(zé)任科學(xué)家的努力,人類基因組計(jì)劃也將造福于人類.
科學(xué)是最人為的.科學(xué)之所以謂為科學(xué),它是那些自然存在事物的新發(fā)現(xiàn)與自然中并不存在的新事物的新發(fā)明.科學(xué)又是最自然的.所有科學(xué)發(fā)現(xiàn)與發(fā)明都是基于自然界的固有規(guī)律.科學(xué)又應(yīng)該是自然與人為的統(tǒng)一.科學(xué)是人類文明的一部分,而人類的文明依賴于其對(duì)自然的了解和與自然的和諧.
科學(xué)是人為的,它才成為我們所擔(dān)心的一柄“雙刃劍”.它給人類帶來了繁榮幸福,又給人類帶來了新的危險(xiǎn).自然與人為的問題,從根本上來說,是如何認(rèn)識(shí)人類在自然界中位置的問題.整個(gè)人類在自然界中的位置,是自然界安排的.隨著人類的意識(shí)的形成,對(duì)自然認(rèn)識(shí)的拓展也隨之改變.
我們?nèi)祟愂鞘裁?
我們是如何來到這個(gè)世界,又如何離去?為什么你那高高的鼻子那么像你的爸爸?那漂亮的眼睛又像你的媽媽?為什么我們都一樣———無疑是人類這個(gè)大家庭的一員,可我們大家又都不一樣?生死、衰老、人之異同,已困擾了我們幾千年,這些問題的答案現(xiàn)在尚可等候.可疾病對(duì)我們的危害確是每一個(gè)人、每一個(gè)家庭、每一個(gè)負(fù)責(zé)的團(tuán)體與國(guó)家政府都不得不考慮的問題.
20世紀(jì)是物理學(xué)最為風(fēng)光、最為輝煌、為人類文明與科學(xué)進(jìn)步貢獻(xiàn)最大的世紀(jì).對(duì)物質(zhì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),使物理學(xué)進(jìn)入鼎盛時(shí)期.原子彈的爆炸與人類走向太空,更使物理學(xué)登峰造極.最后,又以最簡(jiǎn)單的無機(jī)硅研制成芯片.
“不知廬山真面目,只緣身在此山中”.站在太空上,人類以前所未有的視角,重新審視我們的棲息地—地球.它與我們目前所知其他星球的主要區(qū)別之一,就是生物的存在.基因使地球郁郁蔥蔥,生機(jī)一片,它使我們對(duì)生命的奧秘與神奇充滿新的遐想與好奇；也使我們對(duì)人類本身的了解提出新的質(zhì)疑：我們已成為地球的主宰,卻不能主宰自己.
世界上仍有一半以上的人,不同程度地受各種慢性病的折磨.曾肆虐一時(shí)的傳染病,盡管已得到控制,可并沒有像天花一樣銷聲匿跡.抗菌素等藥物發(fā)現(xiàn)的步子越來越慢,相反,自然界抗藥的病原微生物越來越多.
腫瘤、心血管疾病等主要死因已成為人類祛除不掉的幽靈.艾滋病的出現(xiàn)與肆虐,使人類深感憂慮.從一戰(zhàn)期間死于感冒美國(guó)士兵身上分離到的病毒又告訴我們：一不小心,它還可能要我們的性命,因?yàn)槿祟悓?duì)這種致命的感冒病毒仍沒有天生的免疫力.在此同時(shí),醫(yī)學(xué)研究的進(jìn)展、新藥的開發(fā)的步伐正在一步步減慢.近幾十年沒有新的抗生素問世.一種重要的藥研究需要耗時(shí)12年,相當(dāng)于三架波音747-400飛機(jī)的代價(jià).
人類開始了對(duì)人類自己的最大的研究.對(duì)于自我、對(duì)于生命世界、對(duì)大自然開展了空前規(guī)模的探索,這就是六國(guó)參與的“國(guó)際人類基因組計(jì)劃”.
我至此刻還不知道文明的確切定義是什么.但人類的有文字記載的文明史至少已有五六千年.
科學(xué)總是與文明、與道義相連的.人類不僅有了科學(xué)的巨大發(fā)展,也對(duì)人類符合人的自然———人性文明的重建有了新的反省.而重建文明的關(guān)鍵,便是重新認(rèn)識(shí)人類在自然科學(xué)界中的位置.這正是人類基因組計(jì)劃將要對(duì)人類做出的最大貢獻(xiàn).
人類基因組研究與自然
20世紀(jì)被很多人認(rèn)為是物理學(xué)的世紀(jì).我很欣賞這樣的描述：這一世紀(jì)從人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)的基本組成———原子結(jié)構(gòu)開始.原子彈爆炸與人類登月是這一世紀(jì)最輝煌成就的一部分,而最后以最簡(jiǎn)單無機(jī)硅制造的馬鈴薯芯片(Chip)使人類進(jìn)入了信息時(shí)代!
20世紀(jì)還孕育了另一個(gè)世紀(jì)：這是從我們重新發(fā)現(xiàn)生命的最基本信息———基因開始.50年代的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的提出與70年代遺傳工程技術(shù)的成立使之趨于成熟,而90年代開始的國(guó)際人類基因組計(jì)劃把人類帶進(jìn)了另一個(gè)世紀(jì).
現(xiàn)在我想以人類基因組計(jì)劃的發(fā)展來談一談人類在自然界中的位置,再談自然與“人為”的問題.
從前,當(dāng)我們討論“科學(xué)是雙刃劍”時(shí),我們關(guān)心的僅僅是人類的敵人可能也會(huì)揮起這柄劍,如希特勒、如山本五十六.現(xiàn)在,我們的問題一下子復(fù)雜起來了.我們的法律一下子在克隆人類等新問題前變得無所適從,或無能為力.我們把它們歸咎于道義或倫理問題.實(shí)際上,就是自然與人為的問題.
人類基因組計(jì)劃在科學(xué)上的目的,是測(cè)定組成人類基因組的30億個(gè)核苷酸的序列.從而奠定闡明人類所有基因的結(jié)構(gòu)與功能,解讀人類的遺傳信息,揭開人類奧秘的基礎(chǔ).由于生命物質(zhì)的一致性與生物進(jìn)化的連續(xù)性,這就意味著揭開生命最終奧秘的關(guān)鍵,也就是人類基因組計(jì)劃的所有理論、策略與技術(shù),是在研究人類這一最為高級(jí)、最為復(fù)雜的生物系統(tǒng)中形成的.
規(guī)?；褪请S著人類基因組計(jì)劃的啟動(dòng)而誕生,隨著人類基因組計(jì)劃的進(jìn)展成功而發(fā)展的“基因組學(xué)”.生物學(xué)家第一次從整個(gè)基因組的規(guī)模去認(rèn)識(shí)、去研究,而不是大家分頭一個(gè)一個(gè)去發(fā)現(xiàn),基因研究將是基因組學(xué)區(qū)別于基因組(genetics)與所有涉及基因的學(xué)科的主要地方.基因組規(guī)模也改變了經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模,改變了原有的實(shí)驗(yàn)方式,這也許是“國(guó)際人類基因組計(jì)劃”只有6個(gè)正式成員國(guó)與16個(gè)中心的原因之一.
生物的序列化即生命科學(xué)以序列為基礎(chǔ).這是新時(shí)代的生命科學(xué)區(qū)別于以前的生物學(xué)的最主要的特點(diǎn).隨著人類基因組序列圖的最終完成,SNP(單核苷酸多態(tài)性,即序列差異)的發(fā)現(xiàn)以及比較基因組學(xué)古代DNA、“食物基因組計(jì)劃”、“病原與環(huán)境基因組計(jì)劃”(主要是致命致病學(xué))以及與之有關(guān)的人類易感性有關(guān)序列的推進(jìn),有科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)意義的主要物種的基因組序列圖都將問世.我們從序列中得到的信息,已經(jīng)比到現(xiàn)在為止的所有生物研究積累的信息還要多.生物學(xué)第一次成為以數(shù)據(jù)(具體的序列數(shù)據(jù))為根據(jù)與導(dǎo)向,而不是再以假說與概念為導(dǎo)向的科學(xué).即使進(jìn)化這一生命最實(shí)質(zhì)的特征以及進(jìn)化的研究,都把因多種模式及其他生物的基因組序列為基礎(chǔ).古代DNA的研究,也不再是因時(shí)間與過去了的環(huán)境而惟一不能在實(shí)驗(yàn)室重復(fù)的進(jìn)化研究,從而揭示生命進(jìn)化的奧秘與古今生物的聯(lián)系.這就幫助人們更好地認(rèn)識(shí)人類在生物世界中的關(guān)系.
生物的信息化,是借助于電子計(jì)算機(jī)的威力,也借助于把地球變小的網(wǎng)絡(luò).沒有它們,國(guó)際人類基因組計(jì)劃的協(xié)調(diào)與全世界的及時(shí)公布是不可能的.沒有全部的軟件與硬件,人類基因組計(jì)劃一切都不可能.序列一經(jīng)讀出,它的質(zhì)控、組裝,以至于遞交、分析都有賴于生物信息學(xué),而現(xiàn)在開始,序列的意義完全決定于生物信息學(xué).沒有電子計(jì)算機(jī)的分析與正在爆炸的信息的比較,序列又有何用?
人類基因組計(jì)劃之所以引人注目,首先源于人們對(duì)健康的需求.疾病問題是自然影響健康的首要因子,是每一個(gè)人、每一對(duì)父母、每一個(gè)家庭、每一個(gè)國(guó)家政府所不得不考慮的問題.因?yàn)槿祟悓?duì)健康的追求,從來都不曾懈怠過.
專家簡(jiǎn)介：
楊煥明,人類基因組計(jì)劃中國(guó)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人.1952年10月6日生于中國(guó)浙江溫州,早年自杭州大學(xué)畢業(yè).1988年在丹麥哥本哈根大學(xué)獲博士學(xué)位.曾先后在美國(guó)哈佛大學(xué)、洛杉磯大學(xué)加州分校攻讀博士后.現(xiàn)任中科院基因組研究所負(fù)責(zé)人,聯(lián)合國(guó)教科文組織生物倫理委員會(huì)委員,中國(guó)人類基因組計(jì)劃秘書長(zhǎng),中國(guó)人類基因組多樣性委員會(huì)秘書長(zhǎng).2002年被美國(guó)著名的科普月刊《科學(xué)美國(guó)人》選為今年度的“科研領(lǐng)袖人物”.