从阅读基因到编写基因(1)
1990年在美国科学家主导下，人类基因组计划(HGP)启动，中国研究人员参与其中1%的任务，该计划到2003年基本结束，重点是对人的基因组测序，也就是让人能够“阅读”人类自身的基因组。今天，这种基因组测序也扩到多种生物，让人能对更多的动植物的基因组进行测序和阅读。
现在，美国一些研究人员提出了更为雄心勃勃的计划——编写和合成人的基因组，不过这一计划也引发了争论。一些人担心，如果能编写人的基因组，也就有可能按人的基因组来合成人，这样的人既无父亲也无母亲。
合成人类基因组的动机
2016年5月，超过130名科学家、律师与企业家在美国哈佛大学召开秘密闭门会议，探讨在10年内合成一条完整的人类基因组。与会者被要求不联系媒体，不在社交媒体上发帖，但事件遭两名科学家曝光，引发轩然大波。
这个计划称为“人类基因组编写计划”(HGP-write)，研究团队由纽约大学合成生物学家博科、马萨诸塞州波士顿哈佛医学院基因组学家丘奇和加利福尼亚州圣拉斐尔市欧特克研究中心商业设计工作室未来学家赫塞尔领衔。这项计划将由新成立的一个独立非营利性组织“工程生物学示范中心”执行。这是一个国际性科研项目，已经筹集到1亿美元经费，研究人员希望未来能吸引更多资金以完成这一宏伟的科研项目，但经费可能会少于此前人类基因组花费的30亿美元。
人类基因组编写计划又被称为“HGP2：人类基因组合成计划”，计划的核心是，根据人类基因组计划阅读出来的组成人类基因组的30亿个碱基对的顺序来编写一个人类基因组，换句话说，就是科学家考虑用化学物质(碱基)来建造一个人类基因组，创造出人工合成的人类染色体。
由于这一计划非常庞大，工程艰巨，因此该计划需要分好几步来完成，而近期的目标是合成1%的人类基因组，并提出6个先行项目，包括构建特定染色体或复杂癌症基因型从而更全面地模拟人类疾病、修改猪基因组以用于异种器官移植等。
研究人员指出，编写人类基因组可以为生命研究、治病救人和人的健康长寿带来重大益处。例如，生物医学研究可以利用培养皿里的合成细胞来进行，无需使用来自人类志愿者或动物的细胞。具体而言，通过人工合成细胞，可以培育出供移植的人类器官，同时通过全基因组重编码赋予合成细胞对抗病毒的免疫力，而且通过细胞工程技术赋予合成细胞抗癌能力。此外，还可以通过合成细胞研发抗御和治疗各种疾病，如癌症、艾滋病、疟疾等疾病的疫苗和药物，以及研发出治疗许多罕见病和遗传病的基因疗法，如地中海贫血、肌肉萎缩性侧索硬化症等。例如，如果能编写人类基因组，就可能知道引发地中海贫血、肌肉萎缩性侧索硬化症等的基因有哪些，从而利用基因剪刀修剪和替换这些致病基因，根治这类疾病。
经济成本和技术问题
研究人员估计，合成一套人类基因组需要的费用不会超过30亿美元，而且，随着基因测序和研究技术的发展，合成人类基因组的花费会越来越少。
在2003年，组装一个碱基对需要4美元，但是，现在这一费用已降到3美分。这意味着，按过去的一个碱基对4美元计算，组装30亿个碱基对要花费120亿美元的话，现在则可以降低到9000万美元。而且，由于组装费用会逐渐下降，未来20年，合成人类基因组的费用可能会降到10万美元。
费用的降低意味着组装人类基因组会像现在阅读(测序)人类基因组一样变得普通和平常。现在，对一个人进行全基因组测序的费用已经降到1万元人民币。
不过，编写或合成人类基因组最关键问题是技术，目前的技术能否胜任人类基因组的合成呢？研究人员认为，技术没有问题，而且，人类已经合成过其他低级生物的基因组，并激活了这种合成的基因组，产生了人工合成生命。
2010年5月，美国基因专家、人类基因组计划的创始人和完成者之一克雷格·文特尔等人在美国《科学》杂志报道，他们首创了一个人工生命——辛西娅，这是人造的首例能够自我复制的细胞。辛西娅是一个山羊支原体细胞，但细胞中的遗传物质却是依照另一个物种——蕈状支原体的基因组人工合成而来，产生的人造细胞表现出的是蕈状支原体的生命特性。
然而，这个生命的级别太低，只是一个原核细胞。不过，2014年，当时还在美国约翰霍普金斯大学的杰夫·博科等人在3月28日出版的《科学》杂志上报告说，他们成功合成出一条功能性的酵母菌染色体，这是一个更高级的人造生命——真核细胞生命。合成这一生命历时7年，研究人员使用计算机模拟出酵母菌16个染色体中最小的一个染色体synⅢ。synⅢ是研究人员对酵母菌的染色体Ⅲ进行了500多处修改后获得的版本，他们剔除了近4.8万处重复片段以及所谓的“垃圾DNA”，并在DNA上添加了标签，以便将天然DNA和合成DNA区分开来。
研究人员随后将合成染色体整合进啤酒的酵母菌中，并发现拥有合成染色体的酵母菌相当正常，与野生酵母细胞的表现几乎一模一样。尽管合成的只是酵母菌16条染色体中的1条，但已经表明，用人工构建一个完整的真核细胞基因组并让其成为有生命的细胞已经是一种现实。
有了这些合成生命的技术和经验，现在研究人员合成人类基因组也问题不大，因为合成人类基因组是在按照已经对人类基因组测序的基础之上进行的。
无父无母的人会出现吗？
神话《西游记》中的孙悟空是从一块石头中孕育出来的无父无母之猴，既然可以根据人的30亿对碱基进行组装以合成一条完整的人类基因组，是否也可以由此合成一个无父无母的像孙悟空的人呢？例如，按照爱因斯坦的基因组来合成爱因斯坦。不过，如果可以合成人，那么谁来决定合成人以及控制合成的过程？
尽管合成完整的人类基因组并不意味着合成人，但是这表明，人工合成生物学意义上的人已经没有多少障碍，从这个意义看，合成人将引发巨大的震撼。合成人不只是在技术上更复杂和先进，而且在探寻生命起源上更能接近生命本质。以前所提的克隆人只是用一个人的细胞核以无性繁衍的方式复制自我，但合成人却可以时空大腾挪，既可以用既有的一个人的DNA为蓝图合成人，也可以由无数人的DNA为蓝图设计，只要符合人的DNA中30亿个碱基对装配顺序和规律，还可以无中生有，合成与人相似的并优于人的生命。 (王平)
现在，美国一些研究人员提出了更为雄心勃勃的计划——编写和合成人的基因组，不过这一计划也引发了争论。一些人担心，如果能编写人的基因组，也就有可能按人的基因组来合成人，这样的人既无父亲也无母亲。
合成人类基因组的动机
2016年5月，超过130名科学家、律师与企业家在美国哈佛大学召开秘密闭门会议，探讨在10年内合成一条完整的人类基因组。与会者被要求不联系媒体，不在社交媒体上发帖，但事件遭两名科学家曝光，引发轩然大波。
这个计划称为“人类基因组编写计划”(HGP-write)，研究团队由纽约大学合成生物学家博科、马萨诸塞州波士顿哈佛医学院基因组学家丘奇和加利福尼亚州圣拉斐尔市欧特克研究中心商业设计工作室未来学家赫塞尔领衔。这项计划将由新成立的一个独立非营利性组织“工程生物学示范中心”执行。这是一个国际性科研项目，已经筹集到1亿美元经费，研究人员希望未来能吸引更多资金以完成这一宏伟的科研项目，但经费可能会少于此前人类基因组花费的30亿美元。
人类基因组编写计划又被称为“HGP2：人类基因组合成计划”，计划的核心是，根据人类基因组计划阅读出来的组成人类基因组的30亿个碱基对的顺序来编写一个人类基因组，换句话说，就是科学家考虑用化学物质(碱基)来建造一个人类基因组，创造出人工合成的人类染色体。
由于这一计划非常庞大，工程艰巨，因此该计划需要分好几步来完成，而近期的目标是合成1%的人类基因组，并提出6个先行项目，包括构建特定染色体或复杂癌症基因型从而更全面地模拟人类疾病、修改猪基因组以用于异种器官移植等。
研究人员指出，编写人类基因组可以为生命研究、治病救人和人的健康长寿带来重大益处。例如，生物医学研究可以利用培养皿里的合成细胞来进行，无需使用来自人类志愿者或动物的细胞。具体而言，通过人工合成细胞，可以培育出供移植的人类器官，同时通过全基因组重编码赋予合成细胞对抗病毒的免疫力，而且通过细胞工程技术赋予合成细胞抗癌能力。此外，还可以通过合成细胞研发抗御和治疗各种疾病，如癌症、艾滋病、疟疾等疾病的疫苗和药物，以及研发出治疗许多罕见病和遗传病的基因疗法，如地中海贫血、肌肉萎缩性侧索硬化症等。例如，如果能编写人类基因组，就可能知道引发地中海贫血、肌肉萎缩性侧索硬化症等的基因有哪些，从而利用基因剪刀修剪和替换这些致病基因，根治这类疾病。
经济成本和技术问题
研究人员估计，合成一套人类基因组需要的费用不会超过30亿美元，而且，随着基因测序和研究技术的发展，合成人类基因组的花费会越来越少。
在2003年，组装一个碱基对需要4美元，但是，现在这一费用已降到3美分。这意味着，按过去的一个碱基对4美元计算，组装30亿个碱基对要花费120亿美元的话，现在则可以降低到9000万美元。而且，由于组装费用会逐渐下降，未来20年，合成人类基因组的费用可能会降到10万美元。
费用的降低意味着组装人类基因组会像现在阅读(测序)人类基因组一样变得普通和平常。现在，对一个人进行全基因组测序的费用已经降到1万元人民币。
不过，编写或合成人类基因组最关键问题是技术，目前的技术能否胜任人类基因组的合成呢？研究人员认为，技术没有问题，而且，人类已经合成过其他低级生物的基因组，并激活了这种合成的基因组，产生了人工合成生命。
2010年5月，美国基因专家、人类基因组计划的创始人和完成者之一克雷格·文特尔等人在美国《科学》杂志报道，他们首创了一个人工生命——辛西娅，这是人造的首例能够自我复制的细胞。辛西娅是一个山羊支原体细胞，但细胞中的遗传物质却是依照另一个物种——蕈状支原体的基因组人工合成而来，产生的人造细胞表现出的是蕈状支原体的生命特性。
然而，这个生命的级别太低，只是一个原核细胞。不过，2014年，当时还在美国约翰霍普金斯大学的杰夫·博科等人在3月28日出版的《科学》杂志上报告说，他们成功合成出一条功能性的酵母菌染色体，这是一个更高级的人造生命——真核细胞生命。合成这一生命历时7年，研究人员使用计算机模拟出酵母菌16个染色体中最小的一个染色体synⅢ。synⅢ是研究人员对酵母菌的染色体Ⅲ进行了500多处修改后获得的版本，他们剔除了近4.8万处重复片段以及所谓的“垃圾DNA”，并在DNA上添加了标签，以便将天然DNA和合成DNA区分开来。
研究人员随后将合成染色体整合进啤酒的酵母菌中，并发现拥有合成染色体的酵母菌相当正常，与野生酵母细胞的表现几乎一模一样。尽管合成的只是酵母菌16条染色体中的1条，但已经表明，用人工构建一个完整的真核细胞基因组并让其成为有生命的细胞已经是一种现实。
有了这些合成生命的技术和经验，现在研究人员合成人类基因组也问题不大，因为合成人类基因组是在按照已经对人类基因组测序的基础之上进行的。
无父无母的人会出现吗？
神话《西游记》中的孙悟空是从一块石头中孕育出来的无父无母之猴，既然可以根据人的30亿对碱基进行组装以合成一条完整的人类基因组，是否也可以由此合成一个无父无母的像孙悟空的人呢？例如，按照爱因斯坦的基因组来合成爱因斯坦。不过，如果可以合成人，那么谁来决定合成人以及控制合成的过程？
尽管合成完整的人类基因组并不意味着合成人，但是这表明，人工合成生物学意义上的人已经没有多少障碍，从这个意义看，合成人将引发巨大的震撼。合成人不只是在技术上更复杂和先进，而且在探寻生命起源上更能接近生命本质。以前所提的克隆人只是用一个人的细胞核以无性繁衍的方式复制自我，但合成人却可以时空大腾挪，既可以用既有的一个人的DNA为蓝图合成人，也可以由无数人的DNA为蓝图设计，只要符合人的DNA中30亿个碱基对装配顺序和规律，还可以无中生有，合成与人相似的并优于人的生命。 (王平)