基因定序下的生命

来源:《科学手记》时间:2021-04-13

二十年前的二月份,英国顶尖科学期刊《自然》杂志刊出进展十年“人类基因定序“计划的头一个成果,那是人类基因定序的一个草图,当下立即引起甚大的关注,一时间似乎开启了一个以基因定序来决断生命现象的新纪元。

今年二月间,《自然》杂志再刊出专文,回顾基因定序计划进展二十年带来的成绩,造成的影响,以及未能解决的诸多问题。简单来说,其结论就是要了解如同生命的这样一个复杂体系,对于个别单元的精细探究或有必需,却远不足够,原因是生命个别单元之间多元作用造成的复杂性,难以尽识。

人类对于生命探究会走向基因之路,其来有自,一言以蔽之,还是近代科学化约论思维的主导所致。一般谈起近代遗传科学的发展,多以奥地利天主教神父门德尔(Gregor Mendel)的遗传理论作为起点,其实在天主教修会小花园中做了十五年植物授粉杂交实验的门德尔,并 没有提出遗传理论的想法,遗传理论是门德尔默默无闻去世十六年后,才由三位研究他实验笔记的科学家提出,而造就这个科学史上“三人再发现门德尔遗传法则”的过程,有一个更大的历史与社会背景。

十九世纪门德尔做植物授粉杂交实验的时代,欧洲社会当红的是达尔文演化论,背后正是因着欧洲向外殖民扩张成功而有的优胜劣败思维,所谓的社会达尔文主义因此而起。着重“适者生存”的演化论与“先天决定”的遗传理论,其实是一种互为犄角之势,二十世纪初门德尔的遗传理论兴起,到世纪中叶基因核酸的解构,更进一步增强了遗传化约而非演化综合之路,这正是科学发展历程中常有的,客观科学理论受到社会发展主观思维影响的又一个例子。

二十世纪物理科学在化约论上的成功,可说甚是显著,一九四○年代量子力学大师薛丁格(Erwin Schrödinger)“生命是什么”的大哉之问,正是物理学家化约物质、解构原子之后,顾盼自雄的傲然雄图,后来解构DNA核酸结构的几位重要生命科学家,都自陈是受到薛丁格的思想启发,当然物理科学所发展出的探微工具,也替往后灿然大起、一发不止的生命科学发展铺了路。

上世纪九○年代开始的“人类基因定序”计划,可以说是生命科学由组织到细胞,再往分子生物以迄基因核酸结构一路化约之路的必然发展。“人类基因定序”计划正式开始之前,生命科学界内曾经有过大辩论,许多极有成就的大科学家都出面反对,认为这个计划要探究的人类基因体,其中多是无关紧要的垃圾部分,耗费巨大的人力物力,却得不到什么有意义的创意。

后来的终于上路,有许多原因,其中近代科学发展体制化之后,科学走向更加受到社会主观需要因素主导的因素,最是关键。试问,还有什么 科学计划能够比“人类基因定序“描摹的 ”让人类生命延长几十年“愿景,更能打动社会人心,更能够在政治要求上得到普遍支持?二十年来”人类基因定序“计划的影响 自是深远,《自然》杂志的专文中也说, 这个计划让生医研究专注探究人类疾病的基因根源,改变药物的开发,也重新定义了基因概念。这个动员多国诸多团队的基因定序计划,因为对于蛋白编码基因进行排序工作,因此也更阐明了基因组中非编码部分的功能,可说替医疗发展铺了路。

其实在“人类基因定序“计划起始之时,基因治疗在面对人类疾病的进展,却是挫折失败的。最有代表性的例子有二;一个是1999年在美国宾州大学的基因治疗实验,接受基因治疗的十八岁少年格 辛格(Jesse Gelsinger),在以基因疗法治疗先天疾病后四天死亡,三年之后,法国的医学团队对于十一个有严重先天免疫不全症候群的孩童,进行基因治疗,结果一些 孩童发生血癌症状,甚至造成死亡案例。当然这些挫败并不能断言基因治疗已经失败,生医学界对此也有许多辩论,二十年来,也还有不同定义的基因治疗实验,得到不同意义的成果,其中牵涉的不止表象上的结果,更有疾病与健康的定义,甚至生命的意义问题。综合而论,基因治疗以化约思维的线性因果关联,面对复杂多因的生命现象,是造成困境的关键所在。

2007年2月《自然》杂志曾刊出一篇专文《两种文化的冲突》,作者是当时在美国麻省理工学院的物理学家以及历史与科学哲学教授凯勒(Evelyn Keller),专文的主旨说,生物学家受到物理科学成功的鼓舞,也在找寻一种包山包海的普适性生物学理论,但是生物学探究的生命现象,先天性便是复杂多因果关联的,因此找寻一个普适性的生物学理论是否需要?甚至 是否可能?这篇专文虽然点出了当前生命科学研究的关键问题,但是随着以新技术探究生命 现象能力的快速进展,生命科学家信心日增,认为他们终究可以找到一个普适性的生物学理论,发展出解决生命整体问题的系统生物学。这背后有人类对于近代科学探究自然现象的无比信心,也有趋功求利,人类本性的驱动力量,光看“人类基因定 序“计划进展中,野心勃勃的生命科学家凡特(Craig Venter)率先公布一段完整的基因数据,成功地替他创办的塞雷拉公司抢得了商机,以及近年来许多基因编辑操控技术发展引发的名利争逐,便可知半矣。 基因科技的思维盲点,有点像”基因科技,红烧狮子头“的具象例喻,就是用把猪做成红烧狮子头的办法来研究猪,一些生命科学家或谓,未知其详,如何识得整体,但是我也不禁要问,难道这就是了解生命现象的唯一办法?是了解生命现象的最好办法?朝向生物化约极致的生命探究,带来的是天机?还是危机?