尽管人类基因组计划启动至今已有20个年头，但由此形成的新生物学时代还刚刚拉开帷幕，尤其自2001年绘制出第一幅人类遗传编码草图以来，新生物学时代的到来无疑是意料之中的。早在1990年代初，科学家就预见到生物学的上升势头，从而更加期待现代医学的变革以及人类在认识地球生命上的大幅度跨越。
新生物学时代的到来
上述期盼不会令人失望。10年来，科学家较以往更深入地探索了生命的机理，已经掌握了分子是如何聚集构成活生生的机体、基因变异又是如何造成常见病的出现，以及如何在实验室创造新的生命形式的原理。
遗传学处在变革的中心。科学和技术的进步让科学家有能力解读构成生命体基因组的每个字母。正是这种字母构成了基因（对于构成细胞的蛋白质而言基因是模板），造就了数亿兆的细胞成就了我们周围所有的的动植物。
在生命科学的历史长河中，2001年取得的第一项重大成果是历时13年、耗资40亿美元绘制出的第一幅人类遗传编码草图。而这项艰巨的工作计划形成了由弗朗西斯·柯林斯（Francis Collins）领衔的科学家协作团队和美国遗传学先锋克雷格·文特尔（Craig Venter）之间的一场竞赛。文特尔说：“人类基因组计划是迄今人类所进行的一次最重大和最艰难的科学尝试。”
弗朗西斯·柯林斯
人类基因组计划把人类的本质投入到数字化的编码中。我们人类的遗传密码是长达30亿个字母、2.5万个基因组合的序列。柯林斯在宣布第一部诠释人类生命的“教科书”绘就时说：“我们是一程一程地走过来的，在解读整个人类基因组过程的同时，发现了一些相当令人吃惊的事情。”
科学演进的历史让人类得到一个又一个的里程碑：哥白尼宣布地球只是围绕太阳运转的另一个星球，达尔文把人类描绘为令人羡慕的类人猿，而沃森和克里克把生命说成是一群自行复制的DNA分子。遗传学的演化也不例外。随着对越来越多的生物体进行的遗传学分析，科学家了解到人类与其他生物体的差别不大：我们人类和猩猩享有95%以上相同的基因构造，和香蕉的基因构造约有30%相同，而线形蠕虫长到1毫米时与人类拥有近似数量的基因。
如今，科学家已经解读了180多种生物体的基因组，包括疟疾寄生虫、镰状疟原虫和其他病原体以及水稻、玉米等农作物的基因组，从中获得的信息使科学家能更好地抗击疾病且使食物更富有保健活力。
测序技术变得快捷和价廉后，遗传学则进入了其自身的专属领域。基因组测序提供的信息帮助科学家比对成千上万个患病和健康人的基因组，从而发现导致大量疾病滋生的DNA分子中的缺陷，包括与糖尿病、高血压、风湿性关节炎和心脏病相关的遗传缺陷。
遗传学在疾病诊断中的作用已经让科学家以往的希望变得更微妙。一种基因缺陷对应一种疾患的情况实际上是很少见的，更常见的是数个基因在协同作用，每个基因都在提高患病的风险。疾病更可能是基因和诸如饮食、生活方式之类的环境因素相互作用的结果。
期待未来的新里程碑
科学家目前所知的仍然是一幅错综复杂的图景。人体内几乎每个细胞都含有完整的遗传编码，但却以不同的方式利用遗传编码。如一些基因被打开，而另一些基因则处于静止状态，或保持心脏跳动细胞的活力，或大脑细胞传递神经的冲动。这种精巧的机制一旦被打破，就会造成癌症和其他一些常见病。眼下，科学家正在致力于一项称之为“表观遗传学”的研究。
随着遗传测序变得更加先进，以往存在于科幻小说中的虚构或将变为现实。2008年，科学家拟定了一项复活猛犸象的计划（把从西伯利亚冻土带中挖掘出的猛犸象的基因组拼合在一起）。一年后，科学家从尼安德特人化石骨骼中提取了DNA分子片断，创造出第一幅人类近亲的遗传学容貌形象，包括涉及会话和语言的基因比较研究也将对人类研究本身提供线索。
新生物学时代也使科学家陷入了伦理冲突。比如，从体外授精生育剩余胚胎中收集的胚胎干细胞直接用来再生患病受损的器官研究，就受到包括布什当局和其他一些国家机构设置的限制条款的制约。而通过把成人皮肤组织转变为行为颇似胚胎干细胞的细胞，可以回避这种伦理道德的争议。
科学家现在已经从患者自身皮肤中培育出诱导多能干细胞(ips)。这些细胞享有多种潜能巨大的优越性，可以被用来极为详尽地研究患者所患的疾病并且能生长成不受免疫系统排斥的替代组织或器官。未来的10年，预计科学家将诱导多能干细胞用于临床，相信这种变革对公众健康会产生深刻影响。
技术显然存在着不确定因素，这也就是我们在选择一项新技术时首先考虑其有利或有害的缘故，包括一些研究小组在实验时就明确了这一观点。如纽约州立大学一研究小组用遗传序列片断链接的方式建立脊髓灰质炎病毒，当他们把病毒植入鼠体后，病毒造成老鼠死亡的同时也传播了传染病。几年后，美国陆军复活了1918年在西班牙传播的流感病毒，这种病毒之前在全球蔓延估计致使5000万人丧生。
2010年，科学家有可能揭开首个人造生物体的奥秘。文特尔继10年前开始的人类基因测序竞争后，希望创造出首个价值“万亿美元生物体”产业，包括为绿色经济的氢能生产注入活力。如果尝试成功，新时期生物学的众多预测将着眼于有先见之明的创新之举。
资料来源 The Guardian
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江泽珍编译自Nature