在里程碑式的人类基因组计划结束10多年后，科学家6月2日宣布将于今年筹资1亿美元启动人类基因组编写计划，目标包括在10年内合成一条完整的人类基因组。
基因组研究先锋杰夫·伯克、乔治·丘奇等25人当天借助美国《科学》杂志宣布，现在是时候构建“基因组规模工程的技术及其伦理框架”了。这些科学家来自哈佛大学、麻省理工学院、纽约大学等知名学术机构。
针对人类基因组编写计划可能带来的伦理、法律和社会影响，他们特别强调有必要让公众从一开始就参与其中。他们指出，人类基因组计划也曾被一些人认为有争议性，但现在被视为是最伟大的探索壮举之一。
人类基因组计划从1990年持续到2003年，重点是基因测序，让科学家能够“阅读”基因组。而人类基因组编写计划的重点是构建基因，让科学家能够“编写”基因组。科学家说，今天虽然基因组测序技术仍在以极快速度发展，但构建基因的能力仍基本局限于少量短的片段，限制了对生命的了解。“对基因蓝图的进一步认识可能来自于构建上亿规模碱基对的动植物大型基因组，包括人类基因组，这将会推动发展出大规模合成与编辑基因组的工具与方法。”科学家们在文章中写道。
人类基因组编写计划的近期目标是，合成1%的人类基因组，并提出6个先导项目，包括构建特定染色体或复杂癌症基因型，以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。
这项计划将由新成立的一家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，会对各种资金渠道开放。
据《》报道，今年5月10日，大约150名科学家、律师和企业家参与了一场秘密会议，探讨人工合成人类基因组的可能性——用化学手段重新创造生物代代相传的基因原料。一石激起千层浪，消息传出就引发各界广泛争议，很多科学家对该做法可能会引发的伦理问题表示了担忧。
但这些争论和担忧并没有阻挡科学家的决心，他们在2日出版的美国《科学》杂志上正式公布了“人类基因组编写计划（HGP-write）”：十年之内耗资数十亿美元从头开始合成出人类基因组。
英国《自然》杂志官网在6月3日的报道中表示，尽管这一项目的初衷是降低合成DNA成本，但科学界支持与反对者仍各执一端。
支持者拍手叫好
该项目被描述为人类基因组计划的“非官方”延续。人类基因组计划囊括全球数千名科学家，历时13年，最终于2003年4月13日首次公布了人类的完整基因组信息。研究人员表示，人类基因组计划“读”出了人类的遗传物质，现在他们要进一步把它们“写”出来：从头开始合成人类基因组的全部约30亿个碱基对。
对一些人来说，这是一项大胆而雄心勃勃的计划，值得赞扬。目前，仅有小细菌基因组和面包酵母部分基因组被从头合成。2014年，由纽约大学合成生物学家杰夫·博伊科领导的团队报告称，他们历时7年，成功合成了第一条拥有约27万个碱基对并能正常工作的酵母染色体，这一成果被誉为合成生物学的新高峰。
据英国《独立报》3日报道，参与这一项目的科学家在《科学》杂志上写到：人类基因组计划起初也是“有争议的项目”，但现在它被认为是“人类探索史上最伟大的成果之一”，彻底改变了科学和医学的面貌。
2日发表的3页纸论文给出了一些有关该项目的细节。论调，合成大约拥有30亿个碱基对的人类基因组，现有技术太昂贵、太原始。为此，他们将通过一系列探索性项目，如合成较短的基因组片段和“经过瘦身”的染色体等，来执行特定的任务，使最终目标得以实现。预计整个项目耗资应不超过人类基因组计划30亿美元的成本。
支持者表示：“该项目旨在解决人类健康问题，包括培育出可移植的人类器官、对免疫系统进行重新编程以对抗病毒、将癌症抵抗力编程为有疗效的细胞系、加速疫苗和药品研发进程等。”
帝国理工学院合成生物学家保罗·弗里蒙特认为：“这是一个极好的项目”。加州大学伯克利分校的生物医学工程师丹尼尔·特尔曼-埃瑞克说：“能以更低成本大规模地编写DNA，有望更高效、更广泛地开展相关研究，并推出更多产品。”
反对声不绝于耳
但也有研究人员接受《自然》杂志采访时表示反对。瑞士联邦理工学院合成生物学家马丁·弗森格就说：“我的第一想法是：那又如何。我个人认为，这些事自然而然会发生，最后只是价格问题。”
也有科学家指出，在获得公众支持之前应暂停这一计划。斯坦福大学合成生物学家德鲁·恩迪和西北大学生命伦理学家劳里·佐洛思在给记者的一封邮件中表示，基因编写团队没有正当理由进行这一研究，这一项目应该禁止。他们写到：“我们在等待一场严肃的公众讨论。”
帝国理工学院合成生物学家汤姆·艾利斯担心，这一项目太专注于合成人类基因组。对此，博伊科表示，除了合成出人类基因组外，HGP-write项目最终也可能会合成出老鼠、微生物和其他有机体的基因组。
应考虑多种因素
更廉价的DNA合成方法并非挡在人类基因组合成路上的唯一“拦路虎”。艾利斯表示，目前还没有方法能将DNA大片插入哺乳动物细胞内并使它们正常工作。另外，对如何设计出一个更复杂的基因组，科学家也束手无策。
弗里蒙特则担心，商业利益会影响这项研究的公益价值。比如，DNA合成公司可能坚持对这一项目拥有所有权。“如果能做到开放并得到公众支持的话，我认为它是个好项目。”
博伊科表示，他更倾向于HGP-write产品不受知识产权限制，就像合成酵母基因组那样，参与HGP-write项目的公司将被授权。为了使公众也能从中受益，他们将建立专利池，以方便用户使用这一项目的研究成果。
博伊科指出，他们将通过编程让合成细胞无法繁殖。他说：“我们并不打算制造克隆军队或开启优生学新时代，这并非我们的计划。”
《科学》杂志的文章也强调：“这一项目需要公众的广泛参与，并且认真考虑可能面临的伦理、法律及社会影响。在研究进行期间，应执行严格的生物安全标准，保障实验室工作人员和研究参与者的安全。”
“基因革命的浪潮从读取信息，所谓的基因测序，走到了编写基因信息的时代。”2日在接受新华社记者采访时，在美国哈佛大学从事基因组研究的青年科学家杨璐菡评价说。
2日，杨璐菡与她在哈佛的********乔治·丘奇教授以及其他23名科学家在国际顶级学术期刊、美国《科学》杂志上发文，宣布将筹集1亿美元，启动人类基因组计划的“非官方”后续项目———人类基因组编写计划。
由30亿个碱基对组成的人类基因组被誉为蕴涵人类生命奥秘的“天书”。经过美、英、日、法、德和中国科学家13年的努力，旨在绘制人类基因组序列图的人类基因组计划于2003年正式完成。
寻找生命规律
“但基因信息的获得，不等于我们解开了生命的密*****。”杨璐菡说，“人类基因组有30亿个碱基对，每个人之间有3000万个碱基对的差别。这些差别怎么让我们在外形、性格、体质以及生老病死上有不同，我们了解甚少。”
杨璐菡本科毕业于北京大学，曾于2014年被美国《福布斯》杂志评为30岁以下30个科学及医疗领域领军人物之一。她说，如果把生命比喻成一个黑匣子，人类基因组计划打开了这个黑匣子，发现里面是我们不明白的海量信息和算法。人类基因组编写计划“给了我们另外一个渠道来了解生命，我们可以改变输入，观察输出，来找到生命的规律”。
在美国科学院及工程学院双料院士丘奇教授的指导下，杨璐菡和同事第一个利用基因编辑技术CRISPR技术修改细胞基因组，她还和丘奇创立了一家叫eGenesis的生物技术公司，致力于推动异种器官移植临床应用。
杨璐菡说，CRISPR技术第一次让科研人员有机会相对容易地编辑人类基因组，在过去3年中，这个技术改变了科学家修改基因的方式和速度；与此同时，随着DNA(脱氧核糖核酸)序列合成成本的急剧下降，如今人工合成一个碱基对只需要3美分。
“新技术的产生和原有基因信息的积累，让我们决定开启人类基因组编写计划，致力于更好地了解人类基因组以治疗疾病，并通过这个平台推动基因编辑和合成技术的发展。”她说。
“我们的终极目标是合成人类基因组30亿个碱基对，而近期目标是合成1%的人类基因组，相当于3000万个碱基对。”
异种器官移植
《科学》杂志文章列出了人类基因组编写计划的6个先导项目，其中杨璐菡和丘奇倡导的异种器官移植是其中之一。2015年，他们曾利用CRISPR技术敲除了猪基因组中62个可能有害的基因，扫清猪器官用于人体移植的一大难关。
杨璐菡指出，由于缺少可供移植的捐赠器官，大多数器官衰竭病人都在漫长的等待中结束了生命，所以他们将“大规模编辑猪的基因组，让它的免疫系统人源化，把猪作为一个载体，给千千万万需要器官移植的病人提供安全的器官供体”。
今年5月，130多名科学家、律师与企业家在哈佛大学召开会议，探讨启动人类基因组编写计划。但由于此次会议闭门举行，不对整个科学界与媒体开放，引发批评。杨璐菡作为最年轻的科学家，在这次“秘密”会议上做了基因编辑工作前沿研究报告，以及eGenesis对于大规模基因组编辑的计划和前景展望。
“我们(在会上)对于生物伦理问题进行了激烈的讨论。”她透露道，“当我们在讨论编辑人类基因组，让细胞对癌症免疫、病毒免疫的时候，我们不可避免地会问，那我们的终极目标是修改人类吗？但在我看来，异种器官移植帮我们开了一道后门，做异种器官研究不需要担心这些伦理问题。”
现在，杨璐菡正利用团队用基因编辑手段重新编写猪的基因组，致力于攻克第二个难关，让猪的器官和人体免疫系统****************容。将来实现这个目标后，下一步他们将用基因编辑工具生产出对癌症免疫、对病毒免疫的猪器官。
“我们希望通过异种器官移植这个平台，一方面大胆推进基因编辑领域的技术进步；另一方面能救死扶伤，做出对人类有意义的事情。”这名30岁的年轻姑娘说道。
特写
破译“遗传密*****”再续新篇章
13年前，里程碑式的人类基因组计划绘制完成了人类基因组序列图，获得了人体基因遗传密*****的“生命天书”；13年后，多名科学家在美国《科学》杂志上宣布，将于今年筹资1亿美元启动人类基因组计划的“非官方”后续计划———人类基因组编写计划，进一步探索生命的奥秘。
人类基因组编写计划的主要目标是，在10年内把合成包括人类基因组在内的大型基因组的成本降为现在的千分之一，同时研究基因组规模工程新技术及相关伦理框架。
发起者说，此计划将带来一系列潜在应用，包括培育可移植给人类的器官，培育对癌症免疫、对病毒免疫的细胞等，最终将对人类健康乃至能源、农业、化学和生物修复等领域产生重大影响。
人类基因组编写计划主要发起者之一、哈佛大学教授乔治·丘奇在一份声明中说，相比此前的人类基因组计划，这项巨大挑战更注重于了解实际应用。基因组工程与功能测试技术高速发展，为深入了解人类基因图谱并利用这些知识解决人类面临的许多全球性问题提供了机遇。
从成本上看，合成大型基因组正日益变得可行。有科学家指出，得益于新技术，人工合成一个碱基对的成本已从2003年的4美元降至现在的0.03美元。这意味着，有30亿个碱基对的人类基因组人工合成成本从120亿美元降至9000万美元。照此趋势，20年内这一价格有望降至约10万美元。
事实上，早在2010年，美国基因组研究先驱克雷格·文特尔领导的团队就合成了包含约100万个碱基对的细菌基因组，并移植到另一种细菌里，制造出一种合成单细胞生物。这是在世界上首次制造合成生命，当时曾引起科学界轰动。
纽约大学医学中心的生物学家杰夫·伯克是人类基因组编写计划的另一名主要发起者，他带领的研究小组在2014年成功合成了更复杂的酵母的一条染色体，而其最终目标是在2017年合成酵母的全部16条染色体。
总体上，科学界对人类基因组编写计划持欢迎态度。美国能源部联合基因组研究所DNA合成与组装负责人塞缪尔·多伊奇说，在10年内合成一条完整的人类基因组是“一个宏伟目标”，完成这样一个里程碑需要DNA合成技术出现革命性进展。
多伊奇同时强调，所有与修改人类基因组相关的计划都需要与社会利益相关者进行开放、透明的对话，而相关监管框架要保证以安全、伦理上可接受的方式使用这种技术。
美国西北大学化学与生物工程学助理教授基思·提尤同样认为，编写人类基因组是“一个很有意义的目标”，即便10年后没有合成完整的人类基因组，利用较大DNA链来编辑、重构更大的基因组对人类健康和环境可持续性也有着重要影响。这些技术也许不会在10年内被大范围使用，但至少能从原理上证明其可行性。
显然，不是所有人都赞成合成大型基因组。当科学家们上月在哈佛大学围绕此主题召开“秘密”闭门会议时，斯坦福大学副教授德鲁·恩迪和西北大学劳里·佐洛思教授在社交媒体将此事率先曝光，引起科学界争论。
当时，恩迪和佐洛思就批评这一计划可能引起伦理问题，“比如，测序并合成爱因斯坦的基因组是否可行？如果可行，那么在细胞里制造、装配多少合适？又是谁来制造、控制这些细胞？”两人在2日又发表声明说，这些科学家在《科学》上发表的文章承诺允许公众参与，他们对此表示欢迎，但仍对人类基因组编写计划持保留态度。
那么，科学家应该合成人类基因组吗？人类基因组编写计划发起者在一篇问答说明中写道，也许换一个角度看问题更好，比如，在什么情况下合成基因组是个好计划？怎样做才能预防潜在的危害？
这篇问答说明特别澄清，人类基因组编写计划没有提议制造所谓的“无父母婴儿”，它侧重于细胞培养，不涉及卵细胞或胚胎。
声音
新技术的产生和原有基因信息的积累，让我们决定开启人类基因组编写计划，致力于更好地了解人类基因组以治疗疾病，并通过这个平台推动基因编辑和合成技术的发展。
———在美国哈佛大学从事基因组研究的青年科学家杨璐菡愚愚学园
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