浪潮之巅：基因工程革命（上）

本文节选自《基因启示录》仇子龙著，湛庐文化策划，浙江人民出版社2020年1月出版，有部分修改。

加州Asilomar会议

1975年2月，美国加州Asilomar会议中心，人类历史上第一次由科学家主持召开了一次新技术的研讨会，并同时邀请了媒体记者，律师与医生参加。什么新技术会引起记者，律师和医生的兴趣呢？这就是刚刚被科学家发明的重组DNA技术。为什么重组DNA技术需要科学家们与其他社会力量一起来探讨如何使用呢？因为，再不探讨，世界各国政府就要禁止这个新技术了！

那这个引发全世界恐慌的重组DNA技术究竟是怎么回事？这就是人类作为万物之灵，反叛基因的第一步。重组DNA技术就是人类掌握的第一个操纵基因的方法。

首先，怎么才能操纵基因呢？重组DNA技术在1970年代被科学家发明，但是这个重组DNA技术里最关键的武器—切割DNA的神刀，其实只是细菌用来反抗天敌的武器而已，并非人类智慧设计出来的。更有趣的是，在2012年，科学家们又发现了一种细菌反抗天敌更高级的工具，再次触碰到了新世界的大门，开启了基因编辑的时代。所以我们经常感叹，人类的智慧与大自然相比简直不值一提，找到了小小细菌的武器都可以让人类社会翻天覆地，深究下去，生命里还有多少秘密是我们不知道的？

这个能切割DNA的神刀究竟是什么呢？在1960年代，科学家们发现细菌里有许多可以切割DNA的蛋白，这些有切割活性的蛋白被称为DNA切割酶。DNA切割酶的存在是用来对付细菌的天敌--噬菌体。噬菌体是专门感染细菌的病毒，将自己的基因注入宿主细菌，将细菌吃掉，用来繁殖更多的噬菌体。每当噬菌体入侵了细菌的时候，这些DNA切割酶就像细菌城墙上的炮台开始开炮，将入侵的噬菌体基因打碎。这些大炮虽然厉害，但是并没有准星。科学家发现这些DNA切割酶并不选择切割的位点，就像散弹枪，把入侵者的DNA轰成了碎片。如果我们想在某个特定位置来切割DNA的话，这些酶是没有用的。

1970年，科学家在一种细菌--流感嗜血杆菌中找到了第一个具有准星的DNA切割酶，而且非常准。只识别DNA长片段中一个特定的排列组合位点，比如说“GAATTC”。当我们将这个DNA切割酶与DNA分子混合，如果这段DNA中含有这个排列组合GAATTC，DNA立马就会被切割。好，人类在发现DNA结构后近二十年后，终于找到了一个蛋白质可以准确的将DNA切开。那么切开以后呢？细菌当然不会关心这个问题，在细菌中，只要噬菌体的基因被切碎就行了，接下来这些DNA碎片都会被清扫进细菌的回收站。但是人类切割DNA，并不是为了要把它们扫进垃圾站的。

重组DNA三剑客

1973年，三个在美国旧金山的科学家做了一个著名的以他们名字命名的实验，史称“Cohen-Boyer-Berg”实验，这里有三个著名的科学家名字，他们的想法也很简单，当DNA被切割酶切断后，能否将它们拼接起来？实验过程并不复杂，他们先将两段不同的DNA分子都用同一个酶切开，那么他们的切口就应该是相互吻合的。他们再将这两段被切开的DNA分子混合起来，结果发现，这两个不同的DNA分子确实能被天衣无缝的重新组合起来，形成一段新的DNA分子。

这个将DNA重新组合的技术便称为“重组DNA技术”。1973年的这个实验吹响了重组DNA与生物技术革命的号角。有了这种DNA切割酶，我们就可以把基因像乐高积木那样装来装去了！这三个著名科学家中的Boyer教授便以此为基础开创了生物技术巨头基因泰克Genentech公司，这里的故事在下一章里细说。

图片说明，UCSF Boyer教授

但是科学家们的狂喜很快引发了社会的关注。什么？有人要修改我们的遗传物质？这不是造上帝的反么？用英文说居然想“playing God”（意思是扮演上帝的角色）么？

1973年，距离二战结束也才二十多年，这代人还没有忘记被核武器瞬间毁灭成废墟的广岛和长崎。研制原子弹的那些物理学家们的内疚还没有散去。人类怎么又整出一个超级武器，上次是战争神器，这次是挑战上帝？远的不说，如果重组DNA技术让那些引起癌症的基因导入正常人体怎么办？或者从致病细菌中分离出的基因流进了下水道怎么办？会不会导致环境中的生物生病？不夸张的说，当时美国乃至全世界对于重组DNA技术的恐惧不亚于核武器。面对着公众日益加剧的焦虑，有些国家甚至禁止科学家从事重组DNA实验。

因此1975年2月，科学家们勇敢的站了出来，重组DNA先锋之一Berg教授作为组织者之一，在美国加州Asilomar会议中心召开了这次重要的学术会议，不讨论如何改进重组DNA技术等科学问题，专门讨论如何规范使用重组DNA技术。在这次会议上，在重组DNA技术前沿的科学家们与律师，医生和记者们一起自发的制定了一些大家需要共同遵守的准则，包括不允许对致病基因操作等等，还有对人类基因操作需要遵守严格的安全规范。

图片说明：右一，Asilomar会议中的Berg教授

这次会议的召开对于科学家们，其实是很郁闷的事情。手头的工作突然停下来，由一帮行内及行外人士来讨论科学探索应不应该继续，好像对于自由的科学精神是极大的侮辱。然而，必须看到的是，科学家也不是置身于世外桃源的，他们大多由政府基金支持而从事科学研究。说白了，是纳税人的钱资助了他们的工作，现在纳税人老百姓担心他们的研究活动有可能危害到公共安全，这些担忧也确实不能说是杞人忧天。因此科学家作为科学共同体的成员，面对公众的顾虑，理应有义务来将最前沿的科学技术解释给大众听。

剑桥市政会议1976

如果说1975年的Asilomar会议是科学界津津乐道的一次科学家勇于担当的会议，那么1976-1977年美国哈佛大学所在地，麻省剑桥城市委员会召开的听证会便是社会大众与科学界的激烈交锋了。

1976年夏天，美国马萨诸塞州波士顿市西北方向的小城剑桥，最著名的哈佛大学与麻省理工学院所在地，城市委员会风闻在这两所著名大学中即将开展重组DNA实验。于是包括市长在内许多社会活动家，纷纷表示极度担忧，马上召集两校最著名的科学家们，召开城市委员会的听证会，并表示，如果城市委员会不允许，你们就不能在哈佛和麻省理工开展重组DNA实验。当科学家刚刚听说这个消息的时候完全被震惊了，什么时候科学实验能否进行居然要外行来批准了？但是县官不如现管，毕竟学校也不能立马搬家，于是这些世界一流科学家们老老实实的坐在剑桥市政厅里，回答一群政客的提问，试图把最前沿的生物技术--重组DNA解释给他们听，并希望劝说他们不要禁止重组DNA实验。

现在麻省理工学院的档案库中，还可以看到这些珍贵的会议视频以及文字记录资料。（参考文献1，2，3）

不得不说，当时这些世界一流科学家面对着政客们的科普其实并不太成功。一位社会活动家的发言比较有代表性，他说“你们说的这些基因操作究竟会不会引起人群或者牲畜生病什么的我其实并不关心。我只认为，科学家从事何种科研活动，不能够只由科学家自己说了算！”

这段振聋发聩的发言想必让当时的科学家们听了很不受用，不是我们说了算，难道是你们不懂科学的人说了算？要不是我们科学家发现了青霉素，发明了x光机等等先进的医疗技术，大家能这么愉快的聊天么？现在大家健康快乐的生活着，居然想限制起我们科学探索的自由了？

但是我们仔细想想，科学研究真是可以没有限制，完全自由的么？当技术不成为障碍，科学家们真可以为所欲为么？接下来我们还会讲到，目前基因编辑技术已经可以完美的操纵人类受精卵的基因，一开始是修复导致疾病的基因突变，但是制造基因增强版的人类已经不是没有可能了。我们还可以用基因编辑技术来让某一物种中携带他们本来并没有的基因驱动模块，让某些基因迅速扩散到一个物种中去，让他们携带表达我们意愿的基因，而非大自然选择的基因。我们可以让蚊子不再吸血，甚至还可以就这样灭绝蚊子物种，因为蚊子携带的疟原虫导致的疟疾杀死的人类比任何战争都更多，但是我们真的可以这样凭我们的意愿来改造其他物种么？

1977年2月，在经历了漫长的八个月听证会后剑桥市政厅的政客们虽然百般不情愿，但最终还是没有禁止哈佛与麻省理工学院的教授们开展重组DNA实验，因为当时全世界其实都已经开始了重组DNA实验，如果真禁止了会闹大笑话。但当时美国与欧洲诸国其实都非常害怕重组DNA技术，纷纷规定，如果从人类细胞中分离出了基因，必须在最严格的生物安全条件下操作，其实就是在研究核武器的那种军事基地里才能操作人类基因。在今天，同样的分子生物学实验您在家里都可以很安全的进行。当然啦，这种严格的规定也不能说没道理，在不明白从人类细胞中分离出基因是否导致进一步危害的时候，还是小心一点好。

历史的发展就是由许多意外组成，这种苛刻的规定直接影响了应用重组DNA技术的新兴生物技术公司们的发展，间接的成就了基因泰克（Genentech）公司，而让百健（Biogen）公司丧失了先机。他们的详细故事我们在下一章里讲。

这次在Asilomar召开的会议也因为记载了人类科学共同体规范重组DNA技术的使用而载入史册。每次人类社会面临着新技术“潜在威胁”的时候，科学共同体与社会学者们总会回到Asilomar，探讨如何共同的面对未知的未来。最近人类面临的新技术威胁是什么呢？人工智能AI。2017年1月，在Asilomar召开了探讨AI如何影响人类未来的会议。

面对着未知的未来，恐惧的后退永远不是解决之道。唯一的方法是科学共同体与社会各界携起手来，用科学的准则与社会共认的伦理标准来画出科学的边界。

参考文献

1. https://teachingexcellence.mit.edu/from-the-vault/hypothetical-risk-cambridge-city-councils-hearings-on-recombinant-dna-research-1976

2.《Invisible Frontiers: the race to synthesize a human gene》by Stephen S. Hall

3.《DNA》 by James Watson

4.《Genentech: The beginnings of biotech》by Sally Smith Hughes

5.《两只小鼠的江湖》知识分子微信号

文章转载自脑科学与智能技术卓越创新中心微信公众号，已获得作者授权