基因组计划：X战警的秘密

刑侦剧中经常出现这样一幕：犯罪分子在作案现场留下血迹，警察通过测定DNA，精准地找到凶手。那么，什么是DNA？它为什么这么神奇？DNA的中文名称是脱氧核糖核酸，它是人类遗传信息的携带者，主要分布于细胞核内。

1869年，瑞士医生弗雷德里希·米歇尔发现了一些仅仅存在于细胞核的物质，当时他称之为“核素”。之后很长一段时间里，虽然生物学家们逐渐测定出DNA中所含的物质，但是一直没有弄清DNA的结构。直到1953年，詹姆斯·杜威·沃森和弗朗西斯·克里克两人发现DNA的双螺旋结构，这一重大发现可以与达尔文的进化论相媲美，人们从此可以破解遗传信息的秘密。

DNA由两条多核苷酸链组成，它们反向平行纠缠在一起，就像一串麻花。

◎遗传信息

孩子和父母出去玩，碰到认识的人，总是会听到这样的话：“哎呀，这孩子和父亲/母亲长得可真像。”为什么孩子会像父母呢？这就是DNA的作用。DNA携带着遗传信息，被称作基因。一个人的身高、体重、长相、血型等信息，生老病死的生命历程，全部受DNA的影响。

漫画《X战警》中，主人公们的基因中含有一个突变的“X基因”，他们因此获得了各种超能力，像X博士的读心术、金刚狼的超强自愈能力、镭射眼的镭射光线……你是不是也幻想过，要是自己也有“X基因”，那就可以拥有超能力了！

◎生命图谱

1990年，美国、英国、法国、德国、日本和中国，六国科学家共同参与了一项工程—人类基因组计划。该计划的目的就是破解人类遗传基因的秘密，绘制生命图谱。

2006年5月18日，英国《自然》杂志网络版发布了人类最后一个染色体—1号染色体的全部基因测序。至此，人类基因图谱已经涵盖了99.99%的基因序列，人类基因组计划正式宣告成功。

这一计划的最终目的是测定人类基因组30亿个基本化学组成（称为碱基对或核苷酸），进而揭开与人类的生老病死有关的数万个基因的相互关系。

◎大部分的DNA都是垃圾吗

基因依存于DNA中，但并不是所有的DNA都携带基因。根据科学家的研究，人体内90%以上的DNA并不对遗传产生影响。因此，科学家们将这些“没有用”的DNA称为“垃圾DNA”。

当然，“垃圾DNA”只是玩笑的说法，更多的科学家愿意把它们称为“暗物质”。基因组计划在实施之前，负责的团队曾经因为这些“暗物质”产生争执，一部分人认为，这些DNA与基因无关，完全没有必要去测定它们的序列，而另一部分人本着科学的严谨态度，坚持要测定人体所有的DNA序列。

虽然目前的科学研究还没有重大突破，但人们已经发现，这些DNA并不是一无是处。一些科学家猜测它们与胚胎的发育有关，还有科学家觉得它们可以促进细胞分裂，甚至有科学家脑洞大开，认为这些DNA是外星人留在地球上的“加密信息”！

◎基因治疗

在基因组计划实施之前，科学家们已经认识到，恶性肿瘤以及各种不治之症，几乎都与基因有关。自19世纪60年代开始，科学家们开始着手从基因层面研究治疗疾病的方法。

基因治疗法大致可以分为两类：对于缺少基因片段的患者，利用病毒将缺失的基因转入患者细胞内；对于变异了的基因，则通过手术的方法令其恢复正常。这些方法看上去很合理，但结果都差强人意。

1986年，病毒学家、诺贝尔奖获得者杜尔贝科指出其中的症结所在：“人体的基因是一个完整的系统，这样‘零敲碎打’地研究某个基因，无法攻克肿瘤。只有了解了癌症细胞的整个基因组，才能完全地理解肿瘤。”杜尔贝科的说法得到了广泛认可，从而催生了基因组计划的开展，这大大提升了人类对于基因结构、功能、控制、表达方面的理解。

2017年8月，美国的《科学》杂志刊登了瑞典科学家发表的全球首份癌症病例图谱“Atlas”。该图谱将数千种特定癌症相关基因与患者的生存情况联系起来，发掘出32种不以癌症类型分类但与80%人类癌症相关的“公共”基因，可作为潜在新药研发的精准靶点。这为人类治愈癌症迎来了希望的曙光。