基因与人生

什么是生命？生命，是序列还是数据？怎样去延长生命的长度？

7月15日，上海科普大讲坛第63讲《基因与人生》特邀著名遗传生物学家、中国科学院院士、上海交通大学Bio-X研究院院长贺林院士，带领我们了解基因，认识基因，学习应用基因，让基因成为帮助人类掌握开启解决疾病、增进健康之门的钥匙。

基因与生命的奥秘

基因是具有遗传效应的DNA片段，支持着生命的基本构造和性能，储存着生命的全部信息。它与生老病死等一切生命现象息息相关，决定生命健康的内在因素。

那“生命是什么？”在演讲的开始，贺林院士就抛出了这个“哲学命题”。

遗憾的是，尽管问题很简单，但是能够回答出的观众寥寥无几。

生命的长度

贺林院士揭晓了答案：生命就是一条线。他将这条线分为五个阶段，即“出生——疾病启动——疾病加剧——开始就医进行诊断——疾病主导作用——死亡”。

在这条“生命线”中，大多数人疾病在20多岁就开始启动了，有些人在年少时代就选择“自杀”结束了生命，有些人连80岁都活不到，有些人可以活到120岁。

贺林院士再次发问：生命，它究竟是序列还是数据？怎样去延长生命的长度？

他娓娓道来，生命是由“序列”和“数据”两大部分组成：当它是序列的时候，我们用测序仪可以看到完整的序列；当它是数据的时候，我们用计算机读测出来的序列就是一组数据。

当科学家把生命线不断放大，发现它是一根卷曲状态的双螺旋的线，伸长下去，决定了生老病死。延长“生命线”是非常困难的，但他相信：随着科技进步，将这条生命线延长到150岁的希望是非常大的。

在探索基因与生命奥秘的路上，“遗传学”发展史上的重大里程碑：19世纪中后期，“遗传学之父”孟德尔发现了遗传学的两大定律——分离定律和自由组合定律；紧接着摩尔根又通过“果蝇试验”发现了连锁与交换定律；而后沃森和克里克又共同发现了“DNA双螺旋模型”；为进一步解开“生命线”的奥秘，2003年完成的“人类基因组计划”与“登月计划”、“曼哈顿原子弹计划”被列为20世纪的人类自然科学史上三大科学计划。

基因与疾病的研究

由贺林院士主编的《解码生命》长达600多页，其中谈到了人类基因组深刻的变化。在他看来，人类基因组学拥有很多不同的学科，类似“一栋楼”的构造，不同的学科相当于承受墙，承受墙出问题只会造成局部问题；但如果地基（基因组）出问题的话，很容易想象我们的生命会发生什么样的“惨案”。

从宏观的角度而言，在宇宙中，地球有地震带，有火山喷发的位点，人是核心，所有的事都是围绕着人；而从微观的角度，基因组是一切的核心，所有的事都是围绕DNA双螺旋、基因、基因组之间的相关作用，因此人类的基因组也如此，它是人类核心的”核心“，不仅由板块组成，也有在某些板块之间交换的位点。

比较任何两个人的序列，都会发现它存在着差异。遗传学将“差异的序列”叫做SNP，把与疾病相关的片段挑出来叫做“Tag SNPs”。在这个过程中，科学家无需一个个去测试，只需要把其中几个位点测出来就可以。

1）基因与出生缺陷

根据2010年的分类法，世界上一共有12000种疾病，低频的疾病有6000到7000种。在我国，每年要出生1800万到2000万，出生缺陷人口约占80万到120万。

贺林院士说，发病率在4%到6%的“出生缺陷”是触目惊心的。在我国现有的8000万人群中，70%是出生缺陷所致，其中1/3积极治疗后好转或控制；1/3早夭；还有1/3变成残疾。

出生缺陷已经连续10年成为上海市新生儿死亡的第一要素。贺林院士表示：如何利用基因组学发挥主观能动性，把出生缺陷率大大的降下来，这是遗传学需要做的。

2）基因与精神健康

在老百姓中经常会听到这么一句话，“你的神经搭错了”，在贺林院士看来，无谓消耗GDP的最大杀手之一是精神疾病。精神疾病不仅消耗了社会和家庭的大量基金，还严重影响了社会的和谐。

无论是DNA之父沃森还是一代文豪郭沫若，他们的子女都患有精神问题（精神分裂症）。虽然他们的家族非常聪明，但是依然躲不过精神疾病的困扰。

贺林院士率团队领先于世界各国建成中国乃至世界上最大规模的精神疾病样品库，较系统地分析了50多个候选基因与精神分裂症间的关系，发现其中10个左右是中国人群精神分裂症的易感基因。他还以独特的视角，证实了出生前的营养缺乏会显著增加成年后精神分裂症的发病风险，贺林院士团队的努力，使我国在精神遗传疾病研究处于世界先进水平。