未来漫游指南

作者简介

史蒂文·诺韦拉是耶鲁大学医学院神经学家，他与鲍勃·诺韦拉、杰伊·诺韦拉共同主持的播客节目《怀疑论者的宇宙指南》（The Skeptics’ Guide to the Universe）拥有15万名听众、100多万粉丝。

内容简介

基因操纵 1985 年，美国科学家首次提出人类基因组计划，该计划的目标是完整绘制出构成人类基因组的基因图谱—— DNA，这是从单个细胞发育成人类的一套指令。该项目于 1990 年正式启动，目标是在 2005 年前完成测绘工作，并于 2003 年 4 月提前两年完成。尽管耗资约 10 亿美元，但他们在预算内完成了任务。 DNA 测序技术在该项目期间取得了相当大的进步，并在此后的 20 多年中继续发展。科学家们现在已经对数百种动植物的基因组进行了排序。事实上，我们现在可以在两天内完成一个人类基因组的测序，而且成本只有 3000 到 5000 美元。这比 21 世纪初快了 2372 倍，便宜了 25 万倍。现在人类基因组的测序快速且费用便宜，我们只需要对个体进行外显子组图谱绘制，就可以检测任何遗传疾病或异常。外显子组是控制产生蛋白质的基因（外显子）的重要组成部分，忽略了所有的“垃圾”DNA 和调控 DNA。花几百美元，你还可以绘制自己的遗传标记，以此确定你的祖先（但是我不能保证任何商业实验室的准确性）。 这代表了几何级数的进步，而不仅仅是线性增长或循序渐进，这也加大了人们对遗传学和基因工程未来的担忧和乐观情绪。此外，科学家们正在绘制蛋白质组——构成人类或其他物种的所有蛋白质的完整列表。基因和蛋白质是生命的基本组成部分，绘制和操纵它们的能力本质上为我们提供了打开生物学世界的钥匙。我们可以肯定地预测，除非出现一些极端的文化反弹，否则基因技术的现状和发展方向将极大地影响我们的未来。 基因改造 几千年来，人类一直在对那些对我们生存至关重要的动植物进行基因改造。这是我们利用技术让环境适应我们的方式之一，比生物适应环境要快得多。传统的基因改造方法包括培育和杂交。通过简单地选择种植具有理想特性的植物从而得到下一代，我们可以将它们的一部分培育成更好的作物。 事实上，几乎我们食用的所有东西都经过了这种显著的基因改造。大多数现代作物看起来几乎一点也不像它们的野生祖先。在 20 世纪，我们学到了加快基因改造过程的一些技术。也许最重要的是杂交——相关植物通过杂交来产生有利的性状组合。例如，梅尔柠檬是传统柠檬和柑橘的杂交品种。美国种植的大多数 甜玉米品种都是不同玉米品种的杂交品种。自 1930 年以来，人们也一直在使用一种名为“突变育种”的技术。这项技术使用化学物质或辐射来加速突变，这样农民就可以选择一小部分具有有利性状的品种来培育新品种。在 1930 年至2014 年间，美国的农业系统中引入了 3200 种基因突变物种，包括小麦、梨、花生、葡萄柚和许多其他品种。 在 20 世纪末，又增加了一项新的技术，可以加快改变我们赖以生存的动植物品种（以及药物和燃料等其他事物）的进程。这包括通过关闭一个基因，变更一个基因，或者甚至在目标基因中插入一个来自相关的（顺基因）甚至遥远的（转基因）物种的全新基因，从而直接改变一个生物体基因的能力。这些技术已经培育出了抗虫害的玉米、不褐变的苹果、抗真菌的栗树等。最后的这项技术通常被视为“基因改造”，尽管该分类比较武断。 通过该技术培育的品种，通常被称为“转基因生物”，是培育和技术之间相互作用的一个典例。一方面，我们可以讨论这项技术目前的能力以及未来巨大的潜力。另一方面，我们必须研究社会对这项技术的反应，以及这对未来产生的影响。 目前有几种技术可以精确地改变生物体的基因组。这些技术虽不完美，但发展得很快。重组 DNA 技术于 1972 年首次实现。该技术将两个或多个物种的 DNA 结合成一条 DNA 链，使用参与正常 DNA 调控的酶，然后将该 DNA 插入宿主细胞（通常是细菌）以改变其功能。这项技术彻底改变了一些原本难以生产的药物的生产方式。 也许重组 DNA 技术最重要的早期应用是胰岛素的生产。以前，胰岛素必须从动物的胰腺中获取，而且制造过程缓慢，成本高昂，降低了其用于治疗糖尿病患者的可用性。然而，科学家们利用重组 DNA 技术，将产生人类胰岛素的基因转移到一大桶酵母菌体内。这种产生大量人类胰岛素的菌体改变了糖尿病的治疗 方法。一项未来主义的技术已经成为现实，这是一项惊人的科学成就。 ◎巴诺书店（Barnes & Noble）2022年度科学图书，畅销科普作家、百万听众播客The Skeptics’ Guide to the Universe主持人新作来了！ ◎未来存在太多的可能，但科学将成为我们的指南！在《未来漫游指南》中，你想知道的关于未来的一切，都可以找到答案： ◎严谨与幽默并存，跟随作者找寻科学与科幻的边界，探索当下与未来的联结