基因传引人思考的科普读物内容部分

作者简介······

悉达多?穆克吉(SiddharthaMukherjee),印度裔美国医生、肿瘤专家、知名科普作家。

他的研究主要集中在癌症治疗和与血细胞有关的基因功能上。年,他出版著作《众病之王:癌症传》,并于次年荣获普利策文学奖。年,《基因传》出版后,迅速高居亚马逊榜单,成为《纽约时报》畅销书,《华盛顿邮报》《西雅图时报》年度好书。

主要内容······

一回顾了遗传学和基因的历史。(很多片段的描述极为精彩)

二讲诉现在的基因技术如基因检测、基因编辑、基因治疗等,引发的技术层面和伦理层面的担忧。

知识点······

人类的遗传学发展演化为四个阶段。一:染色体被确认为遗传学的细胞基础,二DNA双螺旋结构使得遗传学跨入分子时代,三:遗传学驶入信息高速路的轨道(基因时代),四:基因组时代

孟德尔之前的,关于遗传的理论!

1公元前年毕达哥拉斯提出:男人的精液负责收集遗传信息给孩子,女子负责胎儿的营养,生出子女。

这是他利用神圣三角(毕达哥拉斯定理-勾股定理)来推演人类生育和遗传规律,父母是直角边,孩子是斜边。

2公元前年柏拉图:大体同意毕达哥拉斯的理论。有父母的特征可以推导出孩子的天性,所以只要对父母进行筛选,就能塑造完美的后代。

政治乌托邦的基础必然来自遗传乌托邦。(《美丽新世界》这本书就是这样)

3亚里士多德:反对以上观点。坚信证据是理论的基础。写出Genorationofanimals

这是人类遗传学的奠基之作。他分析了大量案例,发现一个孩子会表现出其母亲的特征甚至是祖父的特征,而且提出最简单也是最致命的质疑——如果男性决定遗传了一切,那生下来的孩子应该都是男性,这自相矛盾。——多么牛逼的思维逻辑!

他认为男性的精液决定的是设计图(遗传信息),女性的经血决定的是原材料。双方共同决定!(遗传信息这个猜想非常值得一个诺贝尔奖。)

4缩微人理论——中世纪流传的神话和民间传说中流传——精子中有胎儿的缩微模型,后来长大。

预成论理论performation——基督教的最爱,每个人都是俄罗斯套娃,精子是一个小儿,我们都是远古的亚当的后人,原罪流传。

无形的手——有信息在主导遗传,胚胎从头到全身的发育。

直到19世纪胚胎学,还是没有进步!

微缩人是毕达哥拉斯的理论转型

无形的手是亚里士多德的理论变种

遗传学时代

5达尔文和华莱士——自然选择和物种起源。达尔文自身是绅士科学家(自费)和牧师,他从小猎犬号周游回来后,整理分类各项标本,发现了进化的痕迹,参考家禽的人工选择,提出自然选择,但没敢发表,因为会触动神创论——直到华莱士给他写信,二人不约而同,于是达尔文下决心发表论文。但缺乏个体遗传的机理论证,仓促提出了泛生论(泛生子pangene收集体内的信息微粒传递给下一代)广受批评。他性格不是那么坚定,也没能提出更进一步的学说,后来点播年轻学者德弗里斯,后者开始研究遗传问题。(发现走的是孟德尔的老路)

6孟德尔——教士,两次考试当老师而未能如愿,对生物学有极大的兴趣。喜欢动手,注重实验,他在修道院的花园种植豌豆,对比各种特性后,发现了遗传有显性和隐性因子,因子之间占优势就表现外在特征,而不是中和(如高株和矮株不会产生中株,白色和紫色不会产生中间色),因此在下一代杂交,会呈现一定比例分布。写了一篇论文,不受待见,被束之高阁,直到40年后才被推崇,而他后来当上了修道院院长,告别了科研。

年,威廉贝特森,发现孟德尔的学说,推崇备至,实验验证后开始游走讲学,首次提出了genetics。——遗传学诞生——他非常有先见地预见到了国家权力会给予遗传过程的干预,控制国家民族,但是福是祸就另当别论了。

8弗朗西斯高尔顿——达尔文的表弟,小他13岁。贵族、神童。阅读达尔文的物种起源后,发现遗传学是证明进化论的关键,于是投身其中钻研(以人为标本,观察、问卷、研究名人家谱等),他最开始的观点是,人从父母那继承1/2,祖辈1/4,以此类推,加起来正好是1.后来被驳斥(包括达尔文),这是以此泛子论的变种,可追溯到毕达哥拉斯。

提倡优生学——eugenics——应该将自然选择的理论投入到人类社会,人们应该介入和优化人种的生育,让优秀(身体健康智力优秀)的人多生。他担忧劣质人口充斥世界

在年一次精英学者会议上,他提倡优生学。

支持者:赫伯特乔治威尔斯(历史学家、科幻小说家)更加残忍:让残疾的人绝育。

而最为可怕的是,德国(强调种族卫生,而且已经准备种族清洗)和美国(已有8州立法,对残障低能畸形精神病等人士绝育),竟然已经开始做了。

反对者:贝特森

美国优生学运动:旨在进行种族净化,倡导者达文波特,普利迪,贝尔,不过是披着伪科学外衣的卑鄙小人。

年,植物学家,威廉约翰逊,提出gene的概念(将pangene缩短),用来描述孟德尔的遗传因子。基因诞生!

10托马斯摩尔根在哥伦比亚大学组建果蝇实验室,通过养育果蝇观察遗传规律,这后来成为一个生物界的圣地,他的很多学生,都成就斐然。如赫尔曼穆勒,用x射线辐射果蝇,让这些果蝇与没辐射的交配,产生很多异变的果蝇。

年,多布然斯基,暗蝇箱实验,基因型+环境+触发器+概率=表型

12德国优生学运动,先是淘汰智障、残疾、精神病、畸形等,后来加上同性恋、政见不合者,。最开始是绝育,后来干脆安乐死。主导的办公室在柏林动物园街道4号,史称T4运动,据统计,截止年,T4运动屠杀儿童和成人25万,年-43年,40万人被绝育。

最终演变成种族灭绝(genocide)——万犹太人,20万吉普赛人,几百万波兰和苏联人。

德国是坚信基因不可改变,所以垃圾基因要灭绝。

苏联则相信基因可以改造,从植物学的休克疗法(利用极端环境粉碎基因再重组)开始,李森科(学术造假)从一个植物学家到了遗传学院长,打击其他学术专家。被斯大林利用开始对付政见不同者,进行思想改造。

13德国的激进集权和种族迫害的紧张政治气氛,让很多科学家纷纷出走,爱因斯坦这样的犹太人就不用说了,薛定谔这样的正常德国人也出走,这些物理学和化学的专家,很多都对新兴的生物学产生了兴趣,薛定谔有一个著名的演讲[whatislife],后来出版,影响了很多人加入生物学的研究,他推测基因由某种化学物质组成,之下还有亚结构,化学键的序列链接方式组成了密码本。

染色体和DNA时代

14年奥斯瓦尔德艾弗里,发现了DNA有四种碱基组成,ATCG,非常无聊和愚蠢,他称之为愚蠢的分子。而遗传信息似乎更应该在蛋白质上。(科学史上错过正确答案的经典案例——思想没能根据事实转变)

15发现DNA的过程中,很多人在正确的道路上竞争,伦敦国王学院的富兰克林女士和威尔金斯教授似乎领先(两人水火不容,拒绝合作,但都在利用X射线投影技术来测绘DNA的结构,初步看出双螺旋结构),但最后剑桥的沃森和克里克超车(二人兼容并包(几乎拿到了前2人的图片和数据),与美国的鲍林的观点作证,配以查加夫法则,成功搭建双螺旋模型磷酸骨架在外,AT配对,CG配对。)年在自然发表论文,年,三人获得诺贝尔,富兰克林女士死于癌症(一种遗传性的)。37岁。

DNA的结构问题得到解决后,接下来的问题就是遗传密码的破译。

基因时代

16斯坦福大学的乔治比德尔和爱德华斯特姆,发现基因通过编码信息合成蛋白质,蛋白质来实现生物体的形态或功能基因(信息)→蛋白质(形态)→实现功能,

DNA是基础→RNA是信使→蛋白质。三个碱基对组合,形成对应的蛋白质!而这个组合一旦发生异变,造成对应蛋白质的变化,进而表现出各种病症。

这个过程叫中心法则:基因-(编码)-信息-(构建)-蛋白质-(调控)-基因

蛋白质可以控制基因的启动和终止。

17在生物学领域,分为两大阵营:1解剖学家(通过物质、结构与身体部位的属性来反映生物体的形态变化,如孟德尔、摩尔根、艾弗里、沃森与克里克,这是基因解剖概念的巅峰)和2生理学家(观察结构和部位交互产生的功能来了解运行规律,该派异军突起)

年以后,基因重组和基因克隆,成为热门。但随意而来的是技术风险和道德风险。

年1月,在加利福尼亚的阿西罗马Asilomar,距离斯坦福大学只有80公里,参加人员都是病毒学家、遗传学家、生物学家和微生物学家等多个领域的学者。这次会议兴致很高却没能取得什么成果。人称第一次AsilomarI。

年2月,第二次Asilomar开会,由伯格、巴尔地摩、辛格、布伦纳、罗布林号召,相关学者和媒体记者还有律师都参加了,经过第一天激烈的论战(技术自律还是技术自由),第二天达成一致发表了一个公告:针对转基因生物潜在生物危害的分级方案,分四级,致癌细胞插入人类病毒应该是最高级,青蛙基因移植到细菌是最低级,并提议研发携带缺陷基因的生物体和载体。

科学界将此次会议视为遗传学外向新时代的一个标志。它展示了科学家可以通过自律和协议以抑制自己对真理的冲动可能造成的危害,从而避免政治的盲目干预。

19合成胰岛素的争夺战!

年,风险投资家斯旺森,联合加州大学生物学家、诺贝尔奖获得者,赫伯特鲍耶创立第一个生物技术公司。基因泰克公司的成立,资本和学术的结合开始。他们合成了人工胰岛素,生长抑制素,开始申请技术专利,研发制药,最后公司上市。这引发学界巨大的争议。但资本的力量强化了科学的研发,该公司极为尊重科学家的自主和创新,最终取得成功。

基因组时代

20人类基因组计划之战

人类遗传病,很多并不是单一一个基因导致,而是多基因病。所以发现基因组图系就非常重要。但这个过程非常复杂且漫长。

关键的技术突破:1生化学家KaryMullis,发明了PCR——一种扩大了人类基因复制产量的技术,提供了原料2Ericlander,提供了适用寻找复杂多基因的数学模型3LeroyHood提供了半自动测序仪,比传统的桑格测序过程加快了10多倍。

计划开始,一方:美国国立卫生研究院,官方机构组织,多国科学家参与,人类基因组计划

另一个:CraigVenter,名不见经传的神经生物学家。国立研究研究者,发明了新的测量方式——鸟枪测序法——忽略无用基因的方法。与官方机构矛盾,辞职自立公司基因组研究所TIGR。后来离职自己成立公司Celera。大获成功。

年6月,经过白宫协调,双方在白宫开了由克林顿参加的媒体发布会,宣布初步达成目标,但之后双方摩擦不断。但基因组计划的成功,为人类认知自己打开了最后的大门!

21同性恋问题——性别认同,经过漫长的文化、心理、生理等方面的争论,年,DeanHamer博士,研究论证了决定男性性取向的基因在X染色体Xq28片段.(来自母亲的X),但经过这些年的研究并没有找到确切的基因。

22双胞胎问题——双胞胎实验,同卵分开抚养(也能极大(近50%)地表现出相同的外表品味审美脾气气质等),同卵一起抚养(更高),异卵一期抚养(20-25%)。所以,可以证明很多的特质都是先天的基因在决定。

常见单基因(种)

乳腺癌、卵巢癌——17号染色体17q21的区域,BRCA1基因。

23性格问题——以色列遗传学家RichaardEbstein,设计寻找了猎奇者性格的人实验,发现了多巴胺的变异体受体基因D4Dr

24越来越多的研究发现,人类最为神秘的性取向、气质、性格、冲动等问题,都是基因作用的结果。

后基因组时代——人类有个基因,他们包含了很多。

25基因打靶,胚胎干细胞,对小鼠进行转基因!

目前人类胚胎干细胞无法克隆,避免了很多的道德伦理问题。

26基因治疗因其巨大的不确定性和临床不可控性,有悲剧的案例发生(保罗基辛格案例),已经暂时搁置。

基因检测,则发展的较为顺利。但仍有困境:1大多数基因更像是配方,不是蓝图,他们起作用的方式更像是化学反应,一旦改变基因组的某个基因,可能引发连锁反应。2触发器与基因的交互作用还没有被明确,所以很难确定是否风险基因会被以及如何被触发。

因此,只有非常明确的单基因触发病才适合检测。

基因检测的底线:(高外显率基因、造成后果极度痛苦、自主非胁迫参加)

年,CRISPR(基因编辑技术)或基因组手术,技术发表——通过改变基因组片段来达到编辑基因组的目的。

年,为了确切理解基因组的每个元件的作用,形成一个国际合作计划_DNA元件百科全书计划——ENC-O-DE

有趣的内容摘要到此结束,下期说说感悟。

梦巡人

赞赏

长按







































白癜风医院天津哪家好
白癜风一对一治疗



转载请注明:http://www.bjgongshangzhuce.com/jygn/2978.html


当前时间: