史上最開掛女主角,憑什麼能夠拯救地球?

2002年,一部由保羅·安德森執導,米拉·喬沃維奇主演的電影《生化危機》橫空出世,當年又帥又酷的女主艾麗絲迷倒了一大片觀眾,該片豆瓣評分7.9。15年後《生化危機:終章》上映熱度依舊,首日票房2.27億,成功躋身內地影史第五。

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《生化危機》(2002年)豆瓣評分

《生化危機》系列電影改編自capcom遊戲《生化危機》。作為經典的喪屍片,《生化危機》系列節奏短平快,劇情簡單粗暴,血腥又暴力(未成年人不建議觀看),符合歐美驚悚片的一貫風格。

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《生化危機》系列電影海報

故事發生在安布雷拉(保護傘)公司的生物工程實驗室——“蜂巢”裡,數百名遺傳學、生物工程學專家正在進行一項科學研究,一種病毒突然爆發了並迅速傳播著,而超級計算機“火焰女皇”為了控制病毒不讓其外洩到地面上,將蜂巢全部封閉,病毒很快感染了所有的工作人員。

以艾麗絲、瑞恩和馬特為首的一個救援小組接到命令後來到了蜂巢,他們必須帶領著特遣隊員們將這種已毀滅了蜂巢所有人員的病毒隔離起來。然而,隊員們很快發現這些工作人員們並不是真正地死去了。他們現在已成為徘徊在蜂巢內恐怖的喪屍。人們一但被他們咬傷或被抓傷就會受到感染,甚至立即變成喪屍。開掛的艾麗絲開始了驚心動魄的戰鬥。

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劇中最令人震驚的是“艾麗絲計劃”,即保護傘公司利用從艾麗絲體內提取的DNA,克隆無數艾麗絲的複製體,並將克隆體送入實驗室,使複製品戰鬥,再與初代的艾麗斯戰鬥數據對比,不斷的深入研究,試圖做出最完美的生化武器。保護傘公司還在艾麗絲體內裝了監控裝置,瞳孔變化就意味著監控啟動了,隨時監視她的行為。

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這項技術聽起來是違揹人類倫理的。對人體的試驗一直以來是較為敏感的區域,其中夾雜的倫理和道德的因素,令許多技術望而退步。我們很難保證這些技術在帶來便利的同時,不會給人類帶來更大的災難。但是,人類對於人體基因的探索卻沒有止步。

在過去幾年中, 以ZFN (zinc-finger nucleases)和TALEN (transcription activator-like effector nucleases)為代表的序列特異性核酸酶技術以其能夠高效率地進行定點基因組編輯, 在基礎研究、基因治療和遺傳改良等方面展示出了巨大的潛力。

基因組編輯工具CRISPR/Cas9技術自問世以來,就有著其它基因編輯技術無可比擬的優勢,技術不斷改進後,更被認為能夠在活細胞中最有效、最便捷地“編輯”任何基因 。

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然而,這不是CRISPR/Cas9這項技術第一次得到人們的關注。《科學》(Science)雜誌把CRISPR/CAS9選為2015年 “生命科學突破獎”,超越了飛掠冥王星和發現新的人類祖先兩大事件。

發現基因組編輯工具“CRISPR/Cas9”的兩位美女科學家——珍妮弗·杜德娜和艾曼紐·夏邦傑更是獲得了2015年度化學領域的“引文桂冠獎”,她們曾被認為是當年諾貝爾化學獎的最有力競爭者。

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基因編輯技術能夠讓人類對目標基因進行“編輯”,實現對特定DNA片段的敲除、加入等,被評選為“年度十大科學突破之首”,是未來世界進步的重要武器,在多個領域發生了爆炸式的進步。這項技術已經開始用於解決糧食危機、能源危機和人類目前束手無策的各項疾病。

基因組編輯技術同時也是我國“十三五”發展計劃將重點發展的項目。2018年1月,我國啟動“中國十萬人基因組計劃”。

《重新設計生命》是基因組編輯技術的科普類書籍。作者約翰·帕林頓作為牛津大學細胞分子研究的專家、國際上基因組編輯技術領域的領軍人物,為大眾讀者全方位講解基因組編輯技術的前世、今生、未來的發展及引發的思考。要了解基因組編輯技術,只需《重新設計生命》一書足矣。

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[英]約翰·帕林頓:重新設計生命[M].

北京:中信出版集團,2018年5月版

1.基因組編輯技術——重新設計生命的“剪刀手”

讓我們來想象一下,如果生命像電腦上的文本文件一樣容易被編輯、被修改,將會如何?如果可以對生物的遺傳密碼這兒修修,那兒補補,可以稍微調整和徹底改變它們的特徵,將會怎樣?我們還可以更進一步,想象一種生命體在化學實驗室裡產生,它的遺傳物質可能是由地球上前所未有的成分組成的。

在那樣的世界裡,微生物可能被改造用來生產新型燃料,牲畜和農作物可以實現產出更多精瘦肉或更多汁的果實,同時它們還能忍耐極端天氣,應對氣候變化帶來的越來越嚴苛的要求。如果我們能輕易修改各類物種的基因組,從而產生突變動物作為研究人類疾病的模型,那麼醫學研究也會發生翻天覆地的變化。

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如果基因組真的可以像電腦文件一樣被修改,那麼醫療將會變得非常不同。像囊性纖維化或肌肉萎縮症這類疾病的基因缺陷,可以在患病組織中被改正。如果對基因組的修補能夠做到既精準又有效,這些疾病可能會成為過去,因為遺傳的基因缺陷可以在胚胎時期,甚至在更早的時候就被改正。

儘管令人激動,基因組編輯這項新技術也在不斷產生爭議,其原因恰恰在於它與以前的遺傳工程技術相比,準確性和功效都大大提高了。爭議的產生不只是在一些已經飽受爭議的領域,更是因為基因組編輯同樣可以用於影響人類細胞。這些令人激動的科學進步提出了嚴肅的倫理問題,人們不應該回避這些問題。

2.新型基因療法——醫療界的曙光

基因組編輯技術被指有望治療癌症等更常見的人類疾病,這一消息激動人心。癌症可能由抑制性的抑癌基因的丟失或是由原癌基因的激活導致,這兩種情況都可能引起異常的細胞生長和腫瘤惡化。但是,既然導致癌症的遺傳因素如此多樣化,那麼使用標準化的藥物治療就有一些問題。有了基因組編輯技術,我們可以在腫瘤中改正特定的致癌的DNA 缺陷。

如果基因組編輯技術在治療癌症方面有如此大的潛力,那它對於糖尿病、心臟病、中風等其他常見的人類疾病,以及精神分裂、雙相情感障礙、抑鬱症等心理疾病又有怎樣的影響呢?

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事實上,我們可以利用基因組編輯技術,設計新的診斷和治療方法。如果疾病是由很多遺傳因素導致的,每個因素都有較小的影響,我們也許可以在遺傳學上對DNA 同時進行多處修正。此外,我們也許可以通過用基因組編輯,把自然產生的保護性突變引入人們體內,來對抗感染性疾病,特別是HIV。基因組編輯技術通過很多重要的方式治療HIV,其中一種方式是對HIV 通常所感染的免疫系統的細胞進行遺傳修飾,使患者對病毒產生抵抗力。

除了HIV,基因組編輯技術也為對抗其他類型的病毒帶來了新的治療方法,例如丙肝病毒。基因組編輯的方法可以在不影響人體有益細菌的情況下,消除有害細菌。它的精確性可以讓我們只針對一種細菌,而不損傷其他種類的細菌。聽起來就十分厲害。

3.全球變暖、人體細胞——廣泛的應用前景

毫無疑問,我們時代的最大的問題是全球變暖。現在,不相信全球變暖的科學家是很難找到的,人類活動導致了以二氧化碳為首的溫室氣體排放量升高,從而使地球迅速變暖,這一點幾乎已經成為科學界的共識。現在有大量的研究指出,全球變暖在未來會產生嚴峻的後果。


史上最開掛女主角,憑什麼能夠拯救地球?


基因組編輯技術可能會給人類提供一種改造農作物和牲畜的方法, 一方面讓它們能夠應對越來越嚴峻的氣候,另一方面它也可以被用來創造甲烷排放量更少的牲畜,和能夠適應、幫助抵消氣候變化的動植物。同時,在農業上,把抗病性狀設計到農作物和牲畜中,可以減少農業中殺菌劑和抗生素的使用。最後,在修改人類細胞或者為人類健康與疾病建立動物模型的方面,新的生物科技能被允許走多遠,也是一個問題。

對於基因組編輯技術是否應該被用來修改人類生殖細胞的問題,人們有很多不同的觀點。在一些情況下,它可以成為一種治療疾病的合理方法。我們也已經看到,一些人甚至認為,如果安全性能夠得到證明,那麼用基因組編輯人類生殖細胞的方法來“增強”人類物種也是很合理的。


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雖然基因組編輯技術提供的前景非常激動人心,但我們還需要多想一想用這種徹底不同的技術,對人類可能產生的安全問題和倫理問題,還有用這些新技術建立疾病模型的過程中的動物福利問題。


注:圖片來源於“GIF動態圖—堆糖”,容整理自網絡、書籍《重新設計生命》

-The End-

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