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21世纪的四个设想——基因
——我们将解决所有遗传基因的难题

    当生物学的最深奥秘最终被公诸于众时,制药业将捷足先登,最先获益。治疗阿耳茨海默氏病的药物、消灭艾滋病的疫苗以及导致作物生长的菌苗均将在众多发现成果之列
  
  “在未来的5年到10年内,我们有望获得影响下个世纪科学发展的最基本的发现。这将是下一个千年人类从事研究的基础,也是人类自身发生巨变的根源。”
  ——PB公司董事长、总裁兼首席执行官托尼·怀特
  21世纪初期几年,科学界将完成有史以来最重要的任务之一——
  揭开人类生命的本来面貌。对于勇于探索生物学奥秘的科学家们来说,破译许多生物的遗传密码形同探索新的星球。美国国家卫生研究所寄生生物学家迈克尔·戈特利布解释说:“我们一直在路灯下寻找目标。
  如今,我们终于看清了所有的问题。”戈特利布目前正从事疟原虫的基因研究,以便找到新的办法来对付这种在世界各地肆虐的疾病。
  但是这股新的强光除了令人陶醉之外并没有让人们看清一切。1995年,在诺贝尔奖获得者汉密尔顿·史密斯和基因组学的先驱克雷格·文特尔破译了非寄生生物流感嗜血杆菌完整的基因排序密码之后,他们又惊异地发现科学家们对这种杆菌2000个基因的半数仍全然无知。迄今为止尚无任何人知道基因是如何构成非寄生生物的。
  文特尔问道,如果科学连一种低等单细胞微生物都无法解释,“我们又将如何了解总共有10万亿种组合方式的人体8万个基因呢?”
  基因大潮人类基因组工程最终将给医药和生物学带来一场革命,但是这场革命不会像许多人认为的那样很快到来。文特尔说:
  “多数奇迹将来源于需要几十年时间才能了解的未知基因和未知作用。”
  
  令人高兴的是:研究人员已经开始了解大量新的遗传信息的意义,这是一项规模浩大的工作。盐湖城Myriad基因研究公司实验室的科学家们正在筛选数以万计的蛋白质,以了解它们如何相互作用及发挥什么作用。
  
  其结果不仅完全使科学家们感到意外,而且还给他们提供了多种研究机会。例如科学家们在研究一种能够抑制脑瘤的蛋白质时发现,这种蛋白质附着在第二种类似于支撑架的蛋白质上,而第二种蛋白质又同第三种像是对脑瘤抑制基因起开关作用的蛋白质联系在一起。该公司的这项发现为寻找攻克癌症的新方法也许能在10年之内找到开辟了道路。
  
  绘制一个已知基因的复杂网络相当困难,要想了解数万个未知基因的作用就更难了。植物学家们早就预言,一个以具有耐旱特点的基因工程作物和含有疫苗的基因工程蔬菜为代表的时代即将到来。但是在此之前,他们必须先找到可以植入到作物或蔬菜中的正确基因。而亚里桑那大学植物生化学家汉斯·伯纳特说,目前来说,“我们实际上仍一无所知”。
  
  这就是伯纳特和同事们逐一筛选一种被称为“拟南芥属”的芥子植物的基因的原因。下一步,他们将把这种植物放在诸如干旱或高温等不同环境中培育。一旦某个突变体不能存活,科学家们就可以推断出这种突变体缺乏的基因对于它的存活至关重要。伯纳特领导的实验室已经发现了与植物抗含盐环境能力有关的2500个基因的排列顺序。其中许多基因是科学家们以前所不知道的,它们也许将成为下个世纪培育超级作物的关键。
  
  揭示基因奥秘的能力还将让医药业发展发生巨变。EXELIXIS医药公司总经理乔治·斯坎格斯解释说:“果蝇或C.elegans线虫通过进化,其生化特性与人类一些疾病的生化特性惊人的相似。”该公司的研究人员正在培育带有诸如肿瘤或糖尿病等缺陷的果蝇,然后使果蝇的数千个其他基因发生突变,从中寻找改变果蝇命运的基因。斯坎格斯说:“我们能够找到使果蝇恢复正常或加重其缺陷的基因。”这项研究为制药商治疗疾病找到了全新的目标和方法。
  
  当生物学最深奥的秘密被21世纪的科学最终揭示出来的时候,最先受益的将是制药业。治疗阿耳茨海默氏症或癌症的药物、消灭疟疾和艾滋病的疫苗,以及使作物具有额外营养和药物作用的第二次绿色革命,将属于科学发现取得的众多成果之列。
  
  新知识最终将使人们获得比对付疾病更大的力量。科学家预计,在控制生命能力方面,人类过去的许多梦想将变成现实。人类基因组科学研究公司(HumanGenomeSciencesInc.)
  董事长威廉·哈兹尔廷认为,通过控制人体的生化特性,人类将能修复或恢复人体细胞和器官的功能。他预计:“我们很有可能在自身的基因中找到永葆青春的源泉。细胞替换也许能使人永葆青春和健康。”
  
  生物技术的魔力同一生物技术成果还将使人类能够改变进化过程。普林斯顿大学生物学家李·西尔弗预计,经过加强遗传特征,体力更强健或者智力更卓越的超级人种将会出现。
  
  但是,谁来决断如何利用这些新能力?在我们当前几乎无法解决关于植物的基因改良和动物克隆等不太复杂的问题的时候,社会作为一个整体将如何获得这方面的知识和掌握做出正确选择的伦理界限?鉴于人类过去的发展史,目前尚不清楚我们能否找到正确的答案。下个世纪面临的巨大难题之一将是:在我们慢慢地解开脱氧核糖核酸DNA错综复杂的线索的同时,我们将面对的是,如何适应自己拥有这种令人畏惧能力的问题。