91麻豆福利视频网該製造基因“超人”嗎?
“基因突變” 造就“娃娃超人”
德國首都柏林有個四歲半小男孩,其肌肉異常發達結實,胳臂與雙腿的粗細幾乎是同齡兒童的2倍,脂肪含量卻隻有一半。而且這位“娃娃超人”既中看也中用,力氣之大**讓人讚歎。他雙手平伸可舉起3公斤的重物,成年人都未必有這等能耐。
“娃娃超人”並不是什麽瘋狂實驗或**訓練的產物,而是天賦使然,他的身體由於發生一次小小的基因突變,先天就缺乏一種調節肌肉生長的蛋白質“肌肉生長抑素”(myostatin),又稱“第八生長分化因子”(簡稱GDF-8),因此產生所謂的“雙肌肉”(doublemuscle)效應,使得他小小年紀就“孔武有力”。
據美聯社6月26日報道,這名柏林男孩在出生後不久就出現了抽搐症狀。柏林夏萊特大學醫學中心的神經科醫生馬庫斯·舒爾克博士為他做了檢查,發現孩子身體雖然沒什麽毛病,體重和其他新生兒也沒有什麽不同,但是肌肉卻異常發達,這引起了舒爾克醫生的極大興趣。他帶領多位學者長期研究這位“娃娃超人”的生長過程,並撰寫成研究論文發表在今年6月24日出版的國際有名醫學期刊《新英格蘭醫學雜誌》上。
舒爾克說:“在人類身上出現這樣的基因突變是很罕見的,這是**次發現人類肌肉生長抑素基因突變導致肌肉組織迅速發育。這名男童的案例,*終能帶領醫學界找出**肌肉萎縮和肌肉失養症等肌肉相關**的**。那些希望體格更為強壯的運動員也可以得益於這種特殊基因**。”
在同一期《新英格蘭醫學雜誌》上,還發表了另一篇分析性文章。芝加哥大學的伊麗莎白·麥克納麗在文章發出警告:這一新的發現將來有可能被濫用在醫學以外的領域,諸如被用在運動員身上或健身行業。
研究人員不願意透露這名德國男孩的姓名。僅告知男孩的媽媽今年24歲,是一名肌肉發達的女性,曾經是個職業短跑選手。男孩的哥哥和其他3位表哥也都擁有一身罕見的發達肌肉,而且他的幾位舅舅都是虎背熊腰。他的外祖父則是一位建築工人,別人必須以機具移動的大石塊,他用雙手就能舉起。
大部分人都有兩個負責製造肌肉生長抑製素的基因。研究人員在男孩媽媽身上發現,控製肌肉生長抑素的基因有一個突變。她的寶貝兒子則青出於藍,兩個基因都發生了突變。其中一個基因幾乎肯定是來自父親,但是父親的資料並未公布。
“娃娃超人”發育到現在還算健康。不過,研究人員擔心他特殊的體質會導致心髒肌肉功能異常。而且他的肌肉生長過於快速,也有可能再過一段時期反而提早開始萎縮。
神秘基因 調控肌肉生長
科學家們對這一發現十分興奮。因為,弄清促使這名男孩變成超人的基因機製,將為肌肉萎縮患者和肌肉受到嚴重創傷而失去力量的人們帶來肌肉重生的希望。同時,將來據此開發出來的基因**,也會成為運動員們夢寐以求的東西,盡管這些基因**極可能會被列入運動項目的禁藥。
91麻豆福利视频网知道,DNA是生物的遺傳物質,它上麵排列著一段一段的基因,通過基因表達而生成對應的蛋白質分子。蛋白質參與到機體的生化反應,如新陳代謝;構成機體,如肌肉、毛發的形成等等。肌肉生長抑素就是這樣的基因產物,它是一種抑製性的細胞外信號分子。通過與細胞上的受體結合,引起一係列的連鎖反應,使成肌細胞的分裂受到抑製。骨骼肌就是由成肌細胞融合到一起而形成的。成肌細胞數目減少,肌肉自然就少。如果肌肉生長抑素過度表達的話,就跟霍金一樣肌肉萎縮了。與此相反,它一旦突變,將導致人體肌肉格外強壯。
早在1997年,約翰斯·霍普金斯大學教授李西金領導的研究小組就對肌肉生長抑素基因進行研究,他們將小鼠基因中控製製造肌肉生長抑素基因“剔除”,培育出的小鼠變得強壯有力,肌肉量為一般小鼠的2倍,研究者將其稱之為“大力鼠”。而且科學家後來發現,畜牧業者在幾十年前就誤打誤撞,培養出不具肌肉生長抑素、特別健壯的“比利時藍牛”與“皮德蒙牛”。
在一些慢性消耗性**、艾滋病毒感染及衰老過程的肌肉組織中,肌肉生長抑素表達水平均有不同程度的升高。人們還發現,通過不同方法(如應用反義RNA技術)阻斷肌肉萎縮模型小鼠的肌肉生長抑素後,其肌肉萎縮病變和肌肉功能得到明顯改善。這些證據有力地表明肌肉生長抑素有抑製肌肉生長與發育的功能。目前,人們對它發揮抑製作用的分子機製仍知之甚少。已有的研究結果表明,其抑製成肌細胞的增殖是通過上調細胞周期素依賴性蛋白激酶CDK2的抑製因子p21來實現的。同時,人們也發現,它還具有抑製肌細胞分化的作用。盡管如此,人們對於作為細胞因子的肌肉生長抑素如何通過其受體來影響細胞內信號傳導通路,並進一步導致哪些影響細胞命運的靶基因的改變並不十分了解。因此,闡明肌肉生長抑素對於肌肉生長發育的作用機理,將有助於人們更深入地理解其生物學功能。
近年來,人們對肌肉發育生物學的研究越來越深入。它不但可以作為一種模型來幫助人們了解細胞生長、分化與凋亡的規律,而且也為發現肌肉萎縮類**的致病機理並為*終攻克它帶來希望。肌肉生長抑素作為肌肉特異性的負調控因子日益受到人們的重視,並逐漸被人們確立為肌肉萎縮類**的一個新的靶標分子,通過抑製體內肌肉生長抑素分子,可以改善萎縮肌肉的功能,同時,也為進一步開發肉食動物的生產性能提供了可能。因此,深入研究肌肉生長抑製素發揮抑製作用的分子機製也就顯得尤為重要。
正因為如此,許多大學和藥劑公司的研究人員已開始著手進行試驗,試圖限製人體內的肌肉生長抑素含量與活性。美國科學家已就一種抑製該基因的抗體進行人體試驗。參與這項研究的哈佛大學專家科恩克指出,科學界將在近年內找到抑製該基因的方法。波士頓兒童醫院基因組研究計劃主任金克爾醫生表示,有關研究預料數年後便能取得成果。他指出:“這類**研發幾年內就可望成功,能對大部分的肌肉發育產生巨大影響。”
基因突變 與改造生命
“基因突變”就是“基因密碼”的改變,在生物界經常發生。早在1886年,荷蘭學者德·弗裏斯就開始用月見草進行遺傳與突變試驗,並於1901年到1903年間提出了“突變”理論。在突變理論中,弗裏斯把“突變”定義為:由種種原因引起的基因結構和功能上的改變。弗裏斯認為,突變是不需要經過中間過渡而突然出現的,而且突變一旦產生,便可能一代代遺傳下去。
基因突變對於改造生命具有現實意義。早在20世紀初,一些科學家便開始利用提高溫度、紫外線照射以及化學物質處理等方法進行誘導突變實驗。1927年,美國遺傳學家繆勒發現,用X射線照射果蠅精子,後代發生突變的個體數會大大增加。同年,蘇聯學者斯塔德列爾用X射線和γ射線照射大麥和玉米種子也得到了類似的結論。
當人類掌握了人工誘發突變和轉基因技術的方法以後,改造生命便成了一項時髦的科學活動。比如人類利用轉基因技術改良品種,生產出更好的農業產品和畜產品;醫學家利用基因療法改造、替換病人體內有缺陷的基因,來**本來無法**的**。
國際人類基因組計劃的完成,使人類**次有可能在基因水平上改造自身。例如,可以按照需要對運動員的基因進行改造、替換。籃球運動員通過“外力”的幫助大幅度增加身高,田徑選手隨心所欲地改變自己腿部的肌肉類型和血液裏的紅細胞,人類將極有可能在基因層麵實現對自己身體的一次**性優化組合。還有一種基因**方法,可能被應用於增強運動員某一特定部位的肌肉,例如一位鉛球運動員的肱三頭肌。實際上,早在1994年,美國芝加哥大學醫院就成功地在動物身上完成了這種基因**的試驗。據瑞士一家生物技術公司的帕特裏克·艾比斯赫博士說,目前已可以通過遺傳學操作手段產生能增強力量的生長**,而且極難檢測出來。而這可能隻是“冰山一角”。
哥本哈根大學肌肉研究中心的研究員本特·薩爾廷博士說,科學家們正在研究從人類基因組項目中得到的DNA數據,力圖查明有助於可控製肌纖維大小和肌纖維數量的神奇“生長因子”的那些基因。他說:“給那些想提高成績的運動員直接注射帶有這些生長因子密碼的DNA,不是什麽難事。”一些科學家和國際奧委會成員相信,這種根據需要對某種基因進行改造的“基因興奮劑”在近年內就會出現。2008年的奧運會上,反“基因興奮劑”將是一個嚴峻的挑戰。
基因超人 是耶?非耶?
正如其它高新技術一樣,基因技術也是一把“雙刃劍”。以“基因興奮劑”為例,它對運動員的健康有著極大的危害。例如,血液裏的紅細胞過多,將造成血粘度上升,血液流動緩慢,血管腔逐漸變窄,容易出現血液循環障礙,*後可能引發高血壓和中風等**,是萬萬不可取的。
哈佛醫學院分子生物學中心主任克裏斯托弗·埃文斯警告說:“運動員必須小心一點。基因興奮劑還可能是腫瘤的一個促發因子。運動員弄不好贏了一塊**,卻患上了癌症。”專家們說,91麻豆福利视频网對基因興奮劑了解得還很少,還會有很多的危險等著那些為拿**而使用它的運動員。基因技術可能使競技體育大變樣。至於變成什麽樣,紐約大學醫學院的醫學教授加裏·瓦德勒形容道:“這可能是一個‘勇敢的新世界’或者一個‘末日的新世界’。”世界有名的運動生理學專家薩爾丁教授警告說,如果基因興奮劑被廣泛運用到運動員身上,它的危害將遠遠超過興奮劑,對體育的打擊將是毀滅性的。
用不著統計,絕大多數人不同意創造優勢基因的人,並由他們來主宰世界和統治弱勢基因的人。有名科學家霍金也曾對此提出批評。1998年年初,這位英國有名科學家、劍橋大學理論物理學家在一次公開演講中說,基因工程和生殖技術已經使人類能夠創造出在體能和智力上遠遠高於其他人的“超人”,由他們統治世界也並非是一種幻想,而可能是一種現實。
對基因超人持懷疑態度的人說,僅從常理角度講基因超人是站不住腳的。人是幾億年進化而來的,肢體官能等都是嚴格配套,通過轉基因技術即便可以使一個人發育出虎的背、熊的腰,那麽他的腿腳、他的胳膊和手、他的心髒、他的大腦、他的背腰之外其他所有的器官是誰的呢?不仍然是人的嗎?既然這些都是人的,縱然他發育一副虎背熊腰又能有什麽作為呢?既無熊心,又無虎膽,他隻能是一個怪胎畸形兒。退一步,即便他的身體完全可以勝任獵豹似地飛跑,如果他不生育在獵豹群體裏,他仍然別想像獵豹一樣奔跑,就像生在動物園的獵豹永遠不可能像它們的父母那樣奔跑一樣。即使高智商、體魄強健、會飛奔、有多般變化的人確實出現,他們也未必能統治世界。
國際人類基因組計劃總協調人柯林斯博士鄭重聲明:“任何科學行為都應以尊重人類的自由和尊嚴為前提,對於濫用基因、製造基因超人的行為,91麻豆福利视频网都應堅決反對!任何企圖利用生物技術重新設計甚至製造人類的想法,是永遠不應允許實現的。91麻豆福利视频网希望所有的人都能夠明白這個道理:設計和製造基因人違背了大自然的根本規律。基因人是一個幻想,既不能使人類更趨盡善盡美,也不能造福人類。”人類基因組計劃的核心人物之一、美國科學院院士蘭德博士斬釘截鐵地指出:“製造基因人是**錯誤的。91麻豆福利视频网不能製造人類,也不能改變人類。人類基因組計劃的目的是了解基因組,而不是去改變基因組。”
人類今天正徘徊在福祉與災難的分水嶺上。人類基因組織倫理委員會提出,改造人類基因、使“良好的”特征遺傳下去,這種做法的益處與**性缺乏可靠的科學依據,有可能給人類後代帶來危險,在倫理上也是不可接受的。
當然,也有人對基因超人持認可態度。他們認為,世上從來就存在著優勢基因的人和弱勢基因的人。至於他們長大**後會怎樣,後天的環境影響、受教育程度等等是*為重要的。所以,基因超人是否真的會誕生,確實用不著太多憂慮。
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什麽是基因突變
“基因突變”就是“基因密碼”的改變。它帶給人類有益和有害的兩種變化。比如:(1)有益的基因突變——人類利用“轉基因”改良品種,生產出更好的農產品和畜產品;(2)有害的基因突變——引起**,如:癌症、遺傳**、糖尿病、冠心病等等。
基因突變的特點
基因突變作為生物變異的一個重要來源,具有以下主要特點:
**,基因突變在生物界中是普遍存在的。無論是低等生物,還是高等的動植物以及人,都可能發生基因突變。基因突變在自然界的物種中廣泛存在。例如,棉花的短果枝,水稻的矮杆、糯性,果蠅的白眼、殘翅,家鴿羽毛的灰紅色,以及人的色盲、糖尿病、白化病等遺傳病,都是突變性狀。自然條件下發生的基因突變叫做自然突變,人為條件下誘發產生的基因突變叫做誘發突變。
**,基因突變是隨機發生的。它可以發生在生物個體發育的任何時期和生物體的任何細胞。一般來說,在生物個體發育的過程中,基因突變發生的時期越遲,生物體表現突變的部分就越少。例如,植物的葉芽如果在發育的早期發生基因突變,那麽由這個葉芽長成的枝條,上麵生著的葉、花和果實都有可能與其他枝條不同。如果基因突變發生在花芽分化時,那麽,將來可能隻在一朵花或一個花序上表現出變異。
基因突變可以發生在體細胞中,也可以發生在生殖細胞中。發生在生殖細胞中的突變,可以通過受精作用直接傳遞給後代。發生在體細胞中的突變,一般是不能傳遞給後代的。
第三,在自然狀態下,對一種生物來說,基因突變的頻率是很低的。據估計,在高等生物中,大約十萬個到一億個生殖細胞中,才會有一個生殖細胞發生基因突變。不同生物的基因突變率是不同的,如**和噬菌體等微生物的突變率比高等動植物的要低。同一種生物的不同基因,突變率也不相同。
第四,大多數基因突變對生物體是有害的,由於任何一種生物都是長期進化過程的產物,它們與環境條件已經取得了高度的協調。如果發生基因突變,就有可能破壞這種協調關係。因此,基因突變對於生物的生存往往是有害的。例如,絕大多數的人類遺傳病,就是由基因突變造成的。但也有少數基因突變是有利的。例如,植物的抗病性突變、耐旱性突變、微生物的抗藥性突變等,都是有利於生物生存的。
第五,基因突變是不定向的。一個基因可以向不同的方向發生突變,產生一個以上的等位基因。例如,控製小鼠毛色的灰色基因(A+)可以突變成黃色基因,也可以突變成黑色基因。但是每一個基因的突變,都不是沒有任何限製的。例如,小鼠毛色基因的突變,隻限定在色素的範圍內,不會超出這個範圍。
癌症與基因突變
人類的全部基因裏隱含著一類“癌基因”,它們在健康人的細胞裏處於“休眠”狀態,一旦“癌基因”發生突變,常常導致一種罕見而危險的結果,形成一群快速增生的變異細胞,醫學上叫做“惡性腫瘤”。腫瘤細胞在“突變基因”指令下無休止、不受控製地增殖分化,導致複發和轉移。如吸煙有可能引起氣管和肺細胞的癌基因突變,生成肺癌;食用含有**的食物則可能引起消化係統細胞的癌基因突變,生成食道、胃、腸癌;紫外線可引起皮膚細胞的癌基因突變,從而發生皮膚癌;乙型肝炎病毒引起肝細胞的癌基因突變,生成肝癌;EB病毒引起鼻咽細胞的癌基因突變,生成鼻咽癌;放射線引起血細胞的癌基因突變,產生“血癌”;人體***紊亂引起甲狀腺、乳腺、前列腺細胞的癌基因突變,產生各種癌症等等。現在醫學界比較一致的看法是,所有癌症的產生原因都可能與癌基因突變有關。
21世紀腫瘤生物學研究主要是圍繞“逆轉”和“基因”而攻關。因為手術、放、化療之類傳統手段,不可能帶來根治癌症的突破,人類征服癌症的希望在於新的手段,特別是基因療法和逆轉療法。
目前,國際公認恢複基因穩態失衡的優選方法是“抗基因突變、逆轉腫瘤”。該療法不同於傳統的放化療,其區別在於不殺傷腫瘤細胞,而是通過抗基因突變的物質,直接修複腫瘤細胞的突變基因結構,使癌細胞逆轉向正常細胞轉化,阻斷癌細胞的複發和轉移。
左圖為德國的“娃娃超人”未滿月時的照片,右為他7個月時的照片。白色和黑色的箭頭指示著他超凡的小腿和大腿肌肉。
圖右是培育出來的“大力鼠”
在美國科幻片《兵人》中,出現過一批經基因改良過的士兵,他們個個體魄強悍、耐力持久,是為戰爭度身定製的“兵人”。隨著生物技術的飛速發展,科學家預言,用基因重建身體的設想,將在二○○八年以前成為現實,運動場上將出現用基因舞弊的“賽人”……
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