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破译遗传密码 掌握生命秘密
2019-12-09 08:10:44 来源: 中国青年报
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??????? 你想象过,在科幻电影中才会出现的场景,也许有一天会成为现实吗——

????????那时,有一本记录着自身遗传密码的书伴随自己从出生到死亡,里边密密麻麻的符号能够清楚地表明你患有某些疾病的几率;癌症这样可怕的疾病也有办法被攻克,因为医院可以监测到你的身体指标,哪种基因发生了突变都可以被发现,甚至在发病前就有可能拥有治疗方案。

????????医院不再只是得了病才去的地方,而是一个全民健康保障的中心。每个人都可以对自己的身体了如指掌,自己究竟在哪些方面有优势,在哪些方面有弱点,都会一清二楚。甚至,你还可以选择通过修改致病的基因来保障健康,让自己远离疾病的折磨。

????????这些神奇的场景可不是某个科幻作家的想象,而是中国科学院院士、生物信息学家陈润生基于科学依据对未来作出的推断。近日,中国青年报·中国青年网记者在南京举办的首届蓝星球科幻电影周上对陈润生进行了专访。

????????这些人类对抗疾病的新办法,源于对遗传密码的研究取得的突破。通俗地说,人的每个细胞当中都有一份遗传密码,别看遗传密码只是承载着4个符号的一条线,但这条线足够的长,能承载人从生长发育到一代传给一代的信息。4个符号不断变化,人的遗传密码总的符号大约有30亿个。

????????这是什么概念呢?如果把一个人的遗传密码测完并打印成一本书,按每页放3000个符号、每100页订成一本书来算,大概要1万本。如果一本书是1厘米的话,那么这套书就有100米(1万厘米),按一层楼是2.5米高计算,这100米就是40层楼房的高度。

????????如果这些遗传密码得到破译,人们就会从遗传的层次上对生命的秘密有了根本的了解,也会知道哪个地方突变可以导致什么样的疾病,这对治疗肿瘤、糖尿病、心脑血管病等疾病有着重要的意义。

????????陈润生认为,测量人类的遗传密码已经变得可行且越来越便宜,每个人都可以测量出自己的遗传密码是一个可望而可及的事。但目前,科学家们真正能够完整解读的部分只占我们遗传密码的3%,即遗传密码中的编码蛋白质。2015年,美国前总统卡特患黑色素瘤且癌细胞转移到了脑和肝,但由于突变发生在被科学家能够分析的3%当中,加上有治疗药物,经过半年的治疗后,卡特体内已经看不到任何肿瘤细胞了。

????????“这只是3%,如果整个遗传密码中的另97%也都能被了解,我们就可以找到任何一个突变,这将对很多疾病的治疗有多么大的帮助!”陈润生说。

????????遗传密码的破译一方面推动了生物医学进入大数据时代,另一方面也促进了对人工智能的应用。

????????其实,早在上世纪80年代,陈润生和团队就利用人工神经网络即人工智能帮助人们破译遗传密码了,通过建立起由各种节点(仿神经元)连接组成的脑模型并对它进行训练,帮助科研人员识别胸片。陈润生认为,相比起人脑,目前的AI还处于一个非常简单、低能的状态,也许随着人工神经网络原理、方法和技术的发展,当AI向真正的高等生物学习特别是学习人的大脑时,我们将可以通过人工智能解决更加重要、更加本质的科学问题。

????????“不过,人工智能是要经过学习和训练的,没有知识、无中生有地帮助人们解决科学问题是不可能的。企图建立一个AI去解决所有问题并无限拓宽它应用的疆界,是不科学的。”陈润生说。

????????在陈润生看来,生物医学进入大数据时代从本质上来说推动了精准医学的出现,即医学从现在以诊断治疗为主,向以健康保障为主演进。“年轻人将有全新的机会”。

????????现在的基因编辑技术可以在已被掌握的这3%知识范围内,对遗传密码中的某一点进行人为改造,且载有遗传密码变化的细胞可以被培养出足够的量,回输到人所需要的器官内。

????????尽管基因技术可以帮助人们改善生命状态,但仍有一点需要警惕。陈润生强调了一条不能触碰的红线:在目前的知识范畴内,人类的共识是不得更改生殖细胞。“如果只是对病人进行个体改造,这只是在个体的范畴内。一旦涉及生殖细胞的更改,我们无法把握经过多少代的遗传后可能带来的影响。”

????????对于更遥远的未来,陈润生设想了一个更为神奇的场景:如果一个人坐在速度可达光速的宇宙飞船里遨游太空,那这个人的生命相对地球来说是可以无限延长的,当他在回到地球时,说不定已经过了几百年或是上千年。

????????“这不是幻想,这是广义相对论告诉我们的知识。科学的想象强调逻辑连贯性,每一步都要建立在科学理论的基础上。”陈润生说,“我觉得这种情景未来有可能会实现,当然这不是几代人能够实现的,要经过很多代人的探索。”

????????刘奕枫 中国青年报·中国青年网记者 李润文 来源:中国青年报

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