从田间小麦开始的基因编辑

如果时间可以开麦说话,它大概会觉得人类特别好笑,因为人类常常先做对了事,再慢慢理解为什么做对。
几千年前,人类根本不知道什么是基因。没有DNA,没有突变,没有Cas9。 但所有人又在默契地做同一件事——不自觉地利用自然界的变异,筛选变异。
比如那株不会自动掉穗的小麦。在野外,它注定慢慢走向死亡,这是大自然优胜劣汰的机制;
但在人类眼里,这样的“不掉穗”恰恰方便收集,于是变成了值得保留的特殊性状。
人们将它移植到村庄周围,小心呵护,直到收获第一批成熟的种子;
于是,这一“对小麦极度不利,但对人类极度友好”的突变,被一点点保留下来。
这几乎是“人工选择”最早的雏形,而农业也由此真正开始发展起来。 
图1. 野生类玉米(左)和今天广泛种植的玉米作物(右)
两者看起来几乎不像是同类生物。在玉米的驯化过程中,玉米穗的大小变化更是惊人。
但在更重视理性的希腊,德谟克利特和希波克拉底开始尝试为“性状能够遗传”寻找科学原因。 他们提出泛生子的概念,试图给这份“神的恩赐”一个科学的解释—— 泛生子融合理论;
这个概念一直流传至近代,达尔文也以此为遗传基础,提出了进化论。 达尔文认为,生物性状在交配中像颜料一样混合、传递。
但很快有人提出质疑: 如果遗传真的是像墨滴入牛奶,那再鲜明的变异,不也会被迅速稀释、消失无踪?如果是这样,进化所依赖的“累积变化”就无法进行。
在那个对基因一无所知的时代,不同的声音持续碰撞,试图撕开遗传的真相。
图2.泛生子融合理论(左)和自然选择理论(右)的矛盾
按照泛生子融合理论,那么父母体内泛生子的微小变化会在交配繁衍过程中被“稀释”不见。这一点和自然选择理论是矛盾的。按照后者,微小的遗传变化也是可遗传的,这将成为自然选择的物质基础。
遗传在黑暗中运行,人类在黑暗中选择。
而直到现代遗传学的出现,灯才真正被点亮,让我们看到那一株“不掉穗小麦”背后的真正逻辑。
我们一直在利用基因变异,只是很长时间不知道自己在做什么。
人类在理解真相之前,先做了几千年正确的事。
如今的我们谈到CRISPR,大家称其为“上帝的手术刀”。
但这段历史又在默默提醒我们:基因编辑不是从天而降的技术,而是人类在漫长岁月里不断观察、试错、积累的自然延伸。
我们不是突然拥有了一把“手术刀”,而是终于理解了这把手术刀的原理,从“靠直觉选择”走向“精确编辑”。
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