破解生命密碼

2021-01-08 新華社客戶端

《生命密碼2:人人都關心的基因科普》:尹燁著;中信出版集團出版。

在與讀者朋友們的交流中,我發現大家對生命健康問題很感興趣,但很多人對決定生老病死的主要因素——基因,卻陌生得很。我們為什麼會生病?人類可能永生嗎?如何生育一個健康的孩子?如何讓「腫瘤君」滾蛋……其實,這些問題的答案便在遺傳與環境中。

作為一門前沿科學,從分子層面理解生命,存在一定的認知門檻,這也讓生命科學成為謠言重災區。人天生會對未知的事物恐懼。要清除蒙昧與謬誤,就得消除科學家與公眾間的知識鴻溝,保證大家是在同一平臺,用同一種語言對話。

生命是什麼?在20世紀前半葉,最熱衷於解答這個問題的是物理學家。薛丁格就是箇中翹楚,他寫了一本《生命是什麼》,嘗試從物理角度解答這個問題。這本書出版至今流行了70年,堪稱經典。雖然書中種種只是薛丁格的大膽猜想,卻也因此啟發不少傑出的物理學家因為尋找「生命力學」而最終投入遺傳學研究。生命科學研究在分子層面取得突破,此書功不可沒。英國科學作家保羅·戴維斯在《生命與新物理學》一書中,把生命和量子物理的結合提升到新的水平,隱隱揭開了「分子生命+量子物理+資訊理論」融合的序幕。

作為一名投身生命科學領域20多年的「理科生」,我對這個問題的理解是——生命的本質是化學,化學的本質是物理,物理的本質用數學來描述。化學統一在元素上,經典物理統一在原子上,量子物理統一在量子上,而生命統一在DNA(脫氧核糖核酸)上。在我看來,生命正是由一群元素按照經典物理和量子物理的方式組合起來的一個巨大且複雜的系統。

地球存在了46億年,已知生命的歷史已有34億年。我們是誰,因何誕生,去往何處,學界有不同的認識。自詡處於食物鏈頂端的人類,放在地球億萬年尺度的背景來看,也只存在了短短的一瞬。達爾文說「人類的特徵是兩足直立行走、大的腦容量和高的智力」,僥倖站上食物鏈頂端,是演化的偶然。在今天看來,這個定義並不完善。我們或許應該說,人是具有23對染色體、基因組為30億對鹼基、基因總量約為22000個,以及攜帶了10倍於人體細胞數量的微生物的有機體。雖然相較於過去,我們對「我」的理解,已經有了長足的進步,可這依然不一定是生命的真相。演化還在繼續,探索未知正是科學的意義,也是人的獨特性所在。

每個學科都有第一性原理。演化的思想,即遺傳與變異是生命的本能,是生命的第一性原理。當你苦惱於隔代如隔山的交流鴻溝時,演化歷程會告訴你,這正是地球生命前進的動力——兩棲動物出現是因為有的魚選擇離開水域,人之所以能夠製造並使用工具,或是因為某些特立獨行的祖先,選擇從樹上下來,從而解放雙手……人只是被演化之手推上王座的生物之一,並不代表我們有權利凌駕於萬物之上,或是對自然索取無度。常用客人而非主人的心態看待自己與外界的關係,就能在生活中保持謙卑。當你陷入生老病死的恐慌時,翻翻地球生命歷史,會發現生命的衰亡與生命的誕生一樣,是再自然不過的事情。

人類在疾病方面雖然存在認知局限,但在對抗疾病方面一直有突破、有創新。比如,現在我們知道癌症是一種基因病,開始用免疫系統對抗腫瘤,從分子層面對腫瘤進行預防、早篩、診斷、治療、預後監測。相信人類終有將癌症變為慢性病的一天。

十幾年前,人類基因組被破譯。我們從分子層面了解了生命的組成,科技的發展又讓個人基因組測序的時間和成本從13年、38億美元,發展到如今的兩天、3800元人民幣。我們甚至可以在不到一天的時間裡,用2019年出產的智慧型手機分析15G的個人基因組序列。這是人類攻克疾病戰役的集結號,也是科技引領下值得期待的未來。

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