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我們該制造基因“超人”嗎?

日期:2025-05-14 23:34
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摘要: “基因突變” 造就“娃娃超人” 德國首都柏林有個四歲半小男孩,其肌肉異常發(fā)達結(jié)實,胳臂與雙腿的粗細(xì)幾乎是同齡兒童的2倍,脂肪含量卻只有一半。而且這位“娃娃超人”既中看也中用,力氣之大**讓人贊嘆。他雙手平伸可舉起3公斤的重物,成年人都未必有這等能耐。 “娃娃超人”并不是什么瘋狂實驗或**訓(xùn)練的產(chǎn)物,而是天賦使然,他的身體由于發(fā)生一次小小的基因突變,先天就缺乏一種調(diào)節(jié)肌肉生長的蛋白質(zhì)“肌肉生長抑素”(myostatin),又稱“第八生長分化因子”(簡稱GDF-8),因此產(chǎn)生所謂的“雙肌肉”(doubl...

“基因突變” 造就“娃娃超人”

德國首都柏林有個四歲半小男孩,其肌肉異常發(fā)達結(jié)實,胳臂與雙腿的粗細(xì)幾乎是同齡兒童的2倍,脂肪含量卻只有一半。而且這位“娃娃超人”既中看也中用,力氣之大**讓人贊嘆。他雙手平伸可舉起3公斤的重物,成年人都未必有這等能耐。

“娃娃超人”并不是什么瘋狂實驗或**訓(xùn)練的產(chǎn)物,而是天賦使然,他的身體由于發(fā)生一次小小的基因突變,先天就缺乏一種調(diào)節(jié)肌肉生長的蛋白質(zhì)“肌肉生長抑素”(myostatin),又稱“第八生長分化因子”(簡稱GDF-8),因此產(chǎn)生所謂的“雙肌肉”(doublemuscle)效應(yīng),使得他小小年紀(jì)就“孔武有力”。

據(jù)美聯(lián)社6月26日報道,這名柏林男孩在出生后不久就出現(xiàn)了抽搐癥狀。柏林夏萊特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的神經(jīng)科醫(yī)生馬庫斯·舒爾克博士為他做了檢查,發(fā)現(xiàn)孩子身體雖然沒什么毛病,體重和其他新生兒也沒有什么不同,但是肌肉卻異常發(fā)達,這引起了舒爾克醫(yī)生的極大興趣。他帶領(lǐng)多位學(xué)者長期研究這位“娃娃超人”的生長過程,并撰寫成研究論文發(fā)表在今年6月24日出版的國際有名醫(yī)學(xué)期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上。

舒爾克說:“在人類身上出現(xiàn)這樣的基因突變是很罕見的,這是**次發(fā)現(xiàn)人類肌肉生長抑素基因突變導(dǎo)致肌肉組織迅速發(fā)育。這名男童的案例,*終能帶領(lǐng)醫(yī)學(xué)界找出**肌肉萎縮和肌肉失養(yǎng)癥等肌肉相關(guān)**的**。那些希望體格更為強壯的運動員也可以得益于這種特殊基因**?!?/font>

在同一期《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上,還發(fā)表了另一篇分析性文章。芝加哥大學(xué)的伊麗莎白·麥克納麗在文章發(fā)出警告:這一新的發(fā)現(xiàn)將來有可能被濫用在醫(yī)學(xué)以外的領(lǐng)域,諸如被用在運動員身上或健身行業(yè)。

研究人員不愿意透露這名德國男孩的姓名。僅告知男孩的媽媽今年24歲,是一名肌肉發(fā)達的女性,曾經(jīng)是個職業(yè)短跑選手。男孩的哥哥和其他3位表哥也都擁有一身罕見的發(fā)達肌肉,而且他的幾位舅舅都是虎背熊腰。他的外祖父則是一位建筑工人,別人必須以機具移動的大石塊,他用雙手就能舉起。

大部分人都有兩個負(fù)責(zé)制造肌肉生長抑制素的基因。研究人員在男孩媽媽身上發(fā)現(xiàn),控制肌肉生長抑素的基因有一個突變。她的寶貝兒子則青出于藍,兩個基因都發(fā)生了突變。其中一個基因幾乎肯定是來自父親,但是父親的資料并未公布。

“娃娃超人”發(fā)育到現(xiàn)在還算健康。不過,研究人員擔(dān)心他特殊的體質(zhì)會導(dǎo)致心臟肌肉功能異常。而且他的肌肉生長過于快速,也有可能再過一段時期反而提早開始萎縮。

神秘基因 調(diào)控肌肉生長

科學(xué)家們對這一發(fā)現(xiàn)十分興奮。因為,弄清促使這名男孩變成超人的基因機制,將為肌肉萎縮患者和肌肉受到嚴(yán)重創(chuàng)傷而失去力量的人們帶來肌肉重生的希望。同時,將來據(jù)此開發(fā)出來的基因**,也會成為運動員們夢寐以求的東西,盡管這些基因**極可能會被列入運動項目的禁藥。

我們知道,DNA是生物的遺傳物質(zhì),它上面排列著一段一段的基因,通過基因表達而生成對應(yīng)的蛋白質(zhì)分子。蛋白質(zhì)參與到機體的生化反應(yīng),如新陳代謝;構(gòu)成機體,如肌肉、毛發(fā)的形成等等。肌肉生長抑素就是這樣的基因產(chǎn)物,它是一種抑制性的細(xì)胞外信號分子。通過與細(xì)胞上的受體結(jié)合,引起一系列的連鎖反應(yīng),使成肌細(xì)胞的分裂受到抑制。骨骼肌就是由成肌細(xì)胞融合到一起而形成的。成肌細(xì)胞數(shù)目減少,肌肉自然就少。如果肌肉生長抑素過度表達的話,就跟霍金一樣肌肉萎縮了。與此相反,它一旦突變,將導(dǎo)致人體肌肉格外強壯。

早在1997年,約翰斯·霍普金斯大學(xué)教授李西金領(lǐng)導(dǎo)的研究小組就對肌肉生長抑素基因進行研究,他們將小鼠基因中控制制造肌肉生長抑素基因“剔除”,培育出的小鼠變得強壯有力,肌肉量為一般小鼠的2倍,研究者將其稱之為“大力鼠”。而且科學(xué)家后來發(fā)現(xiàn),畜牧業(yè)者在幾十年前就誤打誤撞,培養(yǎng)出不具肌肉生長抑素、特別健壯的“比利時藍?!迸c“皮德蒙?!?。

在一些慢性消耗性**、艾滋病毒感染及衰老過程的肌肉組織中,肌肉生長抑素表達水平均有不同程度的升高。人們還發(fā)現(xiàn),通過不同方法(如應(yīng)用反義RNA技術(shù))阻斷肌肉萎縮模型小鼠的肌肉生長抑素后,其肌肉萎縮病變和肌肉功能得到明顯改善。這些證據(jù)有力地表明肌肉生長抑素有抑制肌肉生長與發(fā)育的功能。目前,人們對它發(fā)揮抑制作用的分子機制仍知之甚少。已有的研究結(jié)果表明,其抑制成肌細(xì)胞的增殖是通過上調(diào)細(xì)胞周期素依賴性蛋白激酶CDK2的抑制因子p21來實現(xiàn)的。同時,人們也發(fā)現(xiàn),它還具有抑制肌細(xì)胞分化的作用。盡管如此,人們對于作為細(xì)胞因子的肌肉生長抑素如何通過其受體來影響細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)通路,并進一步導(dǎo)致哪些影響細(xì)胞命運的靶基因的改變并不十分了解。因此,闡明肌肉生長抑素對于肌肉生長發(fā)育的作用機理,將有助于人們更深入地理解其生物學(xué)功能。

近年來,人們對肌肉發(fā)育生物學(xué)的研究越來越深入。它不但可以作為一種模型來幫助人們了解細(xì)胞生長、分化與凋亡的規(guī)律,而且也為發(fā)現(xiàn)肌肉萎縮類**的致病機理并為*終攻克它帶來希望。肌肉生長抑素作為肌肉特異性的負(fù)調(diào)控因子日益受到人們的重視,并逐漸被人們確立為肌肉萎縮類**的一個新的靶標(biāo)分子,通過抑制體內(nèi)肌肉生長抑素分子,可以改善萎縮肌肉的功能,同時,也為進一步開發(fā)肉食動物的生產(chǎn)性能提供了可能。因此,深入研究肌肉生長抑制素發(fā)揮抑制作用的分子機制也就顯得尤為重要。

正因為如此,許多大學(xué)和藥劑公司的研究人員已開始著手進行試驗,試圖限制人體內(nèi)的肌肉生長抑素含量與活性。美國科學(xué)家已就一種抑制該基因的抗體進行人體試驗。參與這項研究的哈佛大學(xué)專家科恩克指出,科學(xué)界將在近年內(nèi)找到抑制該基因的方法。波士頓兒童醫(yī)院基因組研究計劃主任金克爾醫(yī)生表示,有關(guān)研究預(yù)料數(shù)年后便能取得成果。他指出:“這類**研發(fā)幾年內(nèi)就可望成功,能對大部分的肌肉發(fā)育產(chǎn)生巨大影響。”

基因突變 與改造生命

“基因突變”就是“基因密碼”的改變,在生物界經(jīng)常發(fā)生。早在1886年,荷蘭學(xué)者德·弗里斯就開始用月見草進行遺傳與突變試驗,并于1901年到1903年間提出了“突變”理論。在突變理論中,弗里斯把“突變”定義為:由種種原因引起的基因結(jié)構(gòu)和功能上的改變。弗里斯認(rèn)為,突變是不需要經(jīng)過中間過渡而突然出現(xiàn)的,而且突變一旦產(chǎn)生,便可能一代代遺傳下去。

基因突變對于改造生命具有現(xiàn)實意義。早在20世紀(jì)初,一些科學(xué)家便開始利用提高溫度、紫外線照射以及化學(xué)物質(zhì)處理等方法進行誘導(dǎo)突變實驗。1927年,美國遺傳學(xué)家繆勒發(fā)現(xiàn),用X射線照射果蠅精子,后代發(fā)生突變的個體數(shù)會大大增加。同年,蘇聯(lián)學(xué)者斯塔德列爾用X射線和γ射線照射大麥和玉米種子也得到了類似的結(jié)論。

當(dāng)人類掌握了人工誘發(fā)突變和轉(zhuǎn)基因技術(shù)的方法以后,改造生命便成了一項時髦的科學(xué)活動。比如人類利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良品種,生產(chǎn)出更好的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品和畜產(chǎn)品;醫(yī)學(xué)家利用基因療法改造、替換病人體內(nèi)有缺陷的基因,來**本來無法**的**。

國際人類基因組計劃的完成,使人類**次有可能在基因水平上改造自身。例如,可以按照需要對運動員的基因進行改造、替換?;@球運動員通過“外力”的幫助大幅度增加身高,田徑選手隨心所欲地改變自己腿部的肌肉類型和血液里的紅細(xì)胞,人類將極有可能在基因?qū)用鎸崿F(xiàn)對自己身體的一次**性優(yōu)化組合。還有一種基因**方法,可能被應(yīng)用于增強運動員某一特定部位的肌肉,例如一位鉛球運動員的肱三頭肌。實際上,早在1994年,美國芝加哥大學(xué)醫(yī)院就成功地在動物身上完成了這種基因**的試驗。據(jù)瑞士一家生物技術(shù)公司的帕特里克·艾比斯赫博士說,目前已可以通過遺傳學(xué)操作手段產(chǎn)生能增強力量的生長**,而且極難檢測出來。而這可能只是“冰山一角”。

哥本哈根大學(xué)肌肉研究中心的研究員本特·薩爾廷博士說,科學(xué)家們正在研究從人類基因組項目中得到的DNA數(shù)據(jù),力圖查明有助于可控制肌纖維大小和肌纖維數(shù)量的神奇“生長因子”的那些基因。他說:“給那些想提高成績的運動員直接注射帶有這些生長因子密碼的DNA,不是什么難事。”一些科學(xué)家和國際奧委會成員相信,這種根據(jù)需要對某種基因進行改造的“基因興奮劑”在近年內(nèi)就會出現(xiàn)。2008年的奧運會上,反“基因興奮劑”將是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

基因超人 是耶?非耶?

正如其它高新技術(shù)一樣,基因技術(shù)也是一把“雙刃劍”。以“基因興奮劑”為例,它對運動員的健康有著極大的危害。例如,血液里的紅細(xì)胞過多,將造成血粘度上升,血液流動緩慢,血管腔逐漸變窄,容易出現(xiàn)血液循環(huán)障礙,*后可能引發(fā)高血壓和中風(fēng)等**,是萬萬不可取的。

哈佛醫(yī)學(xué)院分子生物學(xué)中心主任克里斯托弗·埃文斯警告說:“運動員必須小心一點?;蚺d奮劑還可能是腫瘤的一個促發(fā)因子。運動員弄不好贏了一塊**,卻患上了癌癥?!睂<覀冋f,我們對基因興奮劑了解得還很少,還會有很多的危險等著那些為拿**而使用它的運動員。基因技術(shù)可能使競技體育大變樣。至于變成什么樣,紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)教授加里·瓦德勒形容道:“這可能是一個‘勇敢的新世界’或者一個‘末日的新世界’。”世界有名的運動生理學(xué)專家薩爾丁教授警告說,如果基因興奮劑被廣泛運用到運動員身上,它的危害將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過興奮劑,對體育的打擊將是毀滅性的。

用不著統(tǒng)計,絕大多數(shù)人不同意創(chuàng)造優(yōu)勢基因的人,并由他們來主宰世界和統(tǒng)治弱勢基因的人。有名科學(xué)家霍金也曾對此提出批評。1998年年初,這位英國有名科學(xué)家、劍橋大學(xué)理論物理學(xué)家在一次公開演講中說,基因工程和生殖技術(shù)已經(jīng)使人類能夠創(chuàng)造出在體能和智力上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他人的“超人”,由他們統(tǒng)治世界也并非是一種幻想,而可能是一種現(xiàn)實。

對基因超人持懷疑態(tài)度的人說,僅從常理角度講基因超人是站不住腳的。人是幾億年進化而來的,肢體官能等都是嚴(yán)格配套,通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)即便可以使一個人發(fā)育出虎的背、熊的腰,那么他的腿腳、他的胳膊和手、他的心臟、他的大腦、他的背腰之外其他所有的器官是誰的呢?不仍然是人的嗎?既然這些都是人的,縱然他發(fā)育一副虎背熊腰又能有什么作為呢?既無熊心,又無虎膽,他只能是一個怪胎畸形兒。退一步,即便他的身體完全可以勝任獵豹似地飛跑,如果他不生育在獵豹群體里,他仍然別想像獵豹一樣奔跑,就像生在動物園的獵豹永遠(yuǎn)不可能像它們的父母那樣奔跑一樣。即使高智商、體魄強健、會飛奔、有多般變化的人確實出現(xiàn),他們也未必能統(tǒng)治世界。

國際人類基因組計劃總協(xié)調(diào)人柯林斯博士鄭重聲明:“任何科學(xué)行為都應(yīng)以尊重人類的自由和尊嚴(yán)為前提,對于濫用基因、制造基因超人的行為,我們都應(yīng)堅決反對!任何企圖利用生物技術(shù)重新設(shè)計甚至制造人類的想法,是永遠(yuǎn)不應(yīng)允許實現(xiàn)的。我們希望所有的人都能夠明白這個道理:設(shè)計和制造基因人違背了大自然的根本規(guī)律。基因人是一個幻想,既不能使人類更趨盡善盡美,也不能造福人類?!比祟惢蚪M計劃的核心人物之一、美國科學(xué)院院士蘭德博士斬釘截鐵地指出:“制造基因人是**錯誤的。我們不能制造人類,也不能改變?nèi)祟?。人類基因組計劃的目的是了解基因組,而不是去改變基因組?!?/font>

人類今天正徘徊在福祉與災(zāi)難的分水嶺上。人類基因組織倫理委員會提出,改造人類基因、使“良好的”特征遺傳下去,這種做法的益處與**性缺乏可靠的科學(xué)依據(jù),有可能給人類后代帶來危險,在倫理上也是不可接受的。

當(dāng)然,也有人對基因超人持認(rèn)可態(tài)度。他們認(rèn)為,世上從來就存在著優(yōu)勢基因的人和弱勢基因的人。至于他們長大**后會怎樣,后天的環(huán)境影響、受教育程度等等是*為重要的。所以,基因超人是否真的會誕生,確實用不著太多憂慮。

相關(guān)鏈接

什么是基因突變

“基因突變”就是“基因密碼”的改變。它帶給人類有益和有害的兩種變化。比如:(1)有益的基因突變——人類利用“轉(zhuǎn)基因”改良品種,生產(chǎn)出更好的農(nóng)產(chǎn)品和畜產(chǎn)品;(2)有害的基因突變——引起**,如:癌癥、遺傳**、糖尿病、冠心病等等。

基因突變的特點

基因突變作為生物變異的一個重要來源,具有以下主要特點:

**,基因突變在生物界中是普遍存在的。無論是低等生物,還是高等的動植物以及人,都可能發(fā)生基因突變。基因突變在自然界的物種中廣泛存在。例如,棉花的短果枝,水稻的矮桿、糯性,果蠅的白眼、殘翅,家鴿羽毛的灰紅色,以及人的色盲、糖尿病、白化病等遺傳病,都是突變性狀。自然條件下發(fā)生的基因突變叫做自然突變,人為條件下誘發(fā)產(chǎn)生的基因突變叫做誘發(fā)突變。

**,基因突變是隨機發(fā)生的。它可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期和生物體的任何細(xì)胞。一般來說,在生物個體發(fā)育的過程中,基因突變發(fā)生的時期越遲,生物體表現(xiàn)突變的部分就越少。例如,植物的葉芽如果在發(fā)育的早期發(fā)生基因突變,那么由這個葉芽長成的枝條,上面生著的葉、花和果實都有可能與其他枝條不同。如果基因突變發(fā)生在花芽分化時,那么,將來可能只在一朵花或一個花序上表現(xiàn)出變異。

基因突變可以發(fā)生在體細(xì)胞中,也可以發(fā)生在生殖細(xì)胞中。發(fā)生在生殖細(xì)胞中的突變,可以通過受精作用直接傳遞給后代。發(fā)生在體細(xì)胞中的突變,一般是不能傳遞給后代的。

第三,在自然狀態(tài)下,對一種生物來說,基因突變的頻率是很低的。據(jù)估計,在高等生物中,大約十萬個到一億個生殖細(xì)胞中,才會有一個生殖細(xì)胞發(fā)生基因突變。不同生物的基因突變率是不同的,如**和噬菌體等微生物的突變率比高等動植物的要低。同一種生物的不同基因,突變率也不相同。

第四,大多數(shù)基因突變對生物體是有害的,由于任何一種生物都是長期進化過程的產(chǎn)物,它們與環(huán)境條件已經(jīng)取得了高度的協(xié)調(diào)。如果發(fā)生基因突變,就有可能破壞這種協(xié)調(diào)關(guān)系。因此,基因突變對于生物的生存往往是有害的。例如,絕大多數(shù)的人類遺傳病,就是由基因突變造成的。但也有少數(shù)基因突變是有利的。例如,植物的抗病性突變、耐旱性突變、微生物的抗藥性突變等,都是有利于生物生存的。

第五,基因突變是不定向的。一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變,產(chǎn)生一個以上的等位基因。例如,控制小鼠毛色的灰色基因(A+)可以突變成黃色基因,也可以突變成黑色基因。但是每一個基因的突變,都不是沒有任何限制的。例如,小鼠毛色基因的突變,只限定在色素的范圍內(nèi),不會超出這個范圍。

癌癥與基因突變

人類的全部基因里隱含著一類“癌基因”,它們在健康人的細(xì)胞里處于“休眠”狀態(tài),一旦“癌基因”發(fā)生突變,常常導(dǎo)致一種罕見而危險的結(jié)果,形成一群快速增生的變異細(xì)胞,醫(yī)學(xué)上叫做“惡性腫瘤”。腫瘤細(xì)胞在“突變基因”指令下無休止、不受控制地增殖分化,導(dǎo)致復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。如吸煙有可能引起氣管和肺細(xì)胞的癌基因突變,生成肺癌;食用含有**的食物則可能引起消化系統(tǒng)細(xì)胞的癌基因突變,生成食道、胃、腸癌;紫外線可引起皮膚細(xì)胞的癌基因突變,從而發(fā)生皮膚癌;乙型肝炎病毒引起肝細(xì)胞的癌基因突變,生成肝癌;EB病毒引起鼻咽細(xì)胞的癌基因突變,生成鼻咽癌;放射線引起血細(xì)胞的癌基因突變,產(chǎn)生“血癌”;人體***紊亂引起甲狀腺、乳腺、前列腺細(xì)胞的癌基因突變,產(chǎn)生各種癌癥等等?,F(xiàn)在醫(yī)學(xué)界比較一致的看法是,所有癌癥的產(chǎn)生原因都可能與癌基因突變有關(guān)。

21世紀(jì)腫瘤生物學(xué)研究主要是圍繞“逆轉(zhuǎn)”和“基因”而攻關(guān)。因為手術(shù)、放、化療之類傳統(tǒng)手段,不可能帶來根治癌癥的突破,人類征服癌癥的希望在于新的手段,特別是基因療法和逆轉(zhuǎn)療法。

目前,國際公認(rèn)恢復(fù)基因穩(wěn)態(tài)失衡的優(yōu)選方法是“抗基因突變、逆轉(zhuǎn)腫瘤”。該療法不同于傳統(tǒng)的放化療,其區(qū)別在于不殺傷腫瘤細(xì)胞,而是通過抗基因突變的物質(zhì),直接修復(fù)腫瘤細(xì)胞的突變基因結(jié)構(gòu),使癌細(xì)胞逆轉(zhuǎn)向正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化,阻斷癌細(xì)胞的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。

左圖為德國的“娃娃超人”未滿月時的照片,右為他7個月時的照片。白色和黑色的箭頭指示著他超凡的小腿和大腿肌肉。

圖右是培育出來的“大力鼠”

在美國科幻片《兵人》中,出現(xiàn)過一批經(jīng)基因改良過的士兵,他們個個體魄強悍、耐力持久,是為戰(zhàn)爭度身定制的“兵人”。隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展,科學(xué)家預(yù)言,用基因重建身體的設(shè)想,將在二○○八年以前成為現(xiàn)實,運動場上將出現(xiàn)用基因舞弊的“賽人”……

我們該制造基因“超人”嗎?
我們該制造基因“超人”嗎?
我們該制造基因“超人”嗎?
我們該制造基因“超人”嗎?

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