科学|21世纪的基因工程究竟意味着什么？DNA是福祸之源，也是财富
出品："格致论道讲坛"公众号（ID：SELFtalks）
以下内容为微生物学家、中科院院士邓子新演讲实录：
我们人类历史上经历了多次的工业革命：第一次的工业革命是1765年以蒸汽机诞生为标志 ， 把我们带进了蒸汽机的时代；第二次的工业革命主要是以半导体为标志 ， 带我们进入了电子时代；第三次的工业革命则是以1946年美国人发明的第一台电子计算机为标志 ， 带我们进入了信息时代 。
那时候的计算机 ， 跟我们今天的手机或者手提电脑非常不一样 ， 大小可能要占我们这个房间的1/4甚至更大的空间 ， 重量可能有好几头大象那么重 。
但是不管怎么样 ， 这台计算机的诞生把我们带进了信息时代 。
那么 ， 第四次的工业革命是一场什么样的革命呢？
1953年Waston和Crick发现了DNA双螺旋结构 ， 可以说是开启了生命科学的新时代 ， 这也是生命科学的这一次工业革命中的开端 。
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随着DNA双螺旋结构的发现 ， 到了1956年 ， Arthur Kornberg发现DNA聚合酶 ， 1966年发现氨基酸密码子 ， 1970年发现了限制性内切酶 ， 1975年研究出单克隆抗体 ， 1982年第一个基因工程的药物——重组的人胰岛素被FDA批准上市 ， 到了1983年发明PCR技术以后 ， 我们今天的生命科学和生物产业发生突飞猛进的变化！
1990年 ， 人类基因组计划启动；1997年 ， 克隆的多利羊诞生；本世纪初 ， 人类基因组计划完成 ， 得到了完整的测序结果 。
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在生命科学的发展过程中 ， 有很多是诺贝尔奖级别的结果 ， 使得今天的生命科学迅猛发展 。 这是一个全新的时代！
DNA是生命的物质基础
我们回过头来看一看DNA是什么？
从化学结构上来讲 ， 我们把DNA叫做脱氧核糖核酸——是G、A、T、C ， 4种碱基和核苷酸 ， 再加上糖基组成的双螺旋结构物质 。 这种双螺旋结构编码了自然界千变万化的遗传现象 ， 可以说是构成了我们生物界无穷无尽的遗传信息之源 。
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后来 ， 我们了解到DNA实际上是遗传的物质基础 ， 它编码基因转录成RNA ， 再翻译成蛋白质 ， 这个叫中心法则 。
这一个法则使得我们知道基因的作用和意义 ， 基因控制着生物的遗传性状 ， 一个基本的单位控制一个遗传性状 ， 而若干基因构成一个生命体基因遗传信息的总和 ， 我们把它叫做基因组 。
DNA除了基本结构之外 ， 还可以进行一些修饰：
有的修饰是发生在碱基上 ， 叫做DNA的甲基化 。 甲基化最初是细菌自我防卫的手段 ， 为了保护自己的DNA不被外来生物的DNA所侵袭 ， 所以给自己的DNA戴一个帽子 ， 它编码了限制内切酶 ， 不切它自己 ， 只切外来的DNA 。
后来发现原来这种标记非常的重要 ， 基因的转录、翻译以及基因的表达、调控都受到甲基化的控制 ， 所以出现了一个新的学科 ， 也是得了诺贝尔奖的学科 ， 叫“表观遗传学” 。
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除了DNA碱基上的甲基化以外 ， 刚才主持人也提到有另外一种修饰 ， 我们叫做“硫修饰” ， 这也是我的团队攻克了20多年的一个成果 ， 从一个漫不经意、司空见惯、比芝麻还要小的偶然现象 ， 最后阐明是在DNA的结构上有一种新的元素整入到DNA骨架上 ， 我们叫做“磷硫酰化” 。
这个磷硫酰化有很重要的生物学意义：可以作为一种全新的细胞防卫反应；也可以抗氧化、抗酸、抗碱、抗压力；可以促进生物细胞的生长……还有新的意义逐步地在发现 ， 所以我的团队现在也还是在这个领域继续开拓着 。
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