每经编辑｜陈世益    

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第一章(zhang)：生命蓝(lan)图的同源与异(yi)彩——解析(xi)人(ren)、猪、狗(gou)DNA的亲(qin)缘(yuan)关系

我(wo)们(men)常(chang)常惊叹于(yu)生命的奇妙，而DNA，这(zhe)条螺旋上(shang)升的(de)双(shuang)链(lian)，正是承(cheng)载着这一切生(sheng)命(ming)奥(ao)秘的“生命(ming)蓝图”。当我们(men)将(jiang)目光(guang)投向与我(wo)们(men)生(sheng)活(huo)息(xi)息相(xiang)关，却(que)又在(zai)生命演化之路(lu)上分(fen)道扬镳的“同宗(zong)同源(yuan)”——人类(lei)、猪与(yu)狗的(de)DNA时，会发现(xian)其中蕴藏着令人着迷的共通(tong)与独特。

血(xue)脉深(shen)处的连接：人、猪、狗DNA的惊(jing)人相似性(xing)

你有没(mei)有想(xiang)过，为(wei)什么在某(mou)些疾病(bing)的研(yan)究(jiu)中，科学(xue)家们会(hui)选择猪或狗作(zuo)为模(mo)型？答案就藏(cang)在(zai)它们的DNA里(li)。尽管我们(men)从外(wai)形、行(xing)为到生理(li)结构(gou)都(dou)有(you)着显(xian)著(zhu)差异，但(dan)从分(fen)子(zi)层(ceng)面(mian)来(lai)看(kan)，人(ren)、猪、狗的(de)基(ji)因组(zu)却存在(zai)着(zhe)令人难(nan)以置(zhi)信(xin)的(de)相(xiang)似(shi)性。我们共享着(zhe)许多基本的(de)功能性基因，这(zhe)些(xie)基因负(fu)责着细胞(bao)的(de)基本代(dai)谢、生(sheng)长发(fa)育、DNA复(fu)制与(yu)修复(fu)等核心(xin)生(sheng)命活动(dong)。

例如，控制心(xin)脏跳动、肺部呼吸、消(xiao)化吸收等(deng)基本(ben)生理过程的基(ji)因，在三者(zhe)之间(jian)高(gao)度(du)保守(shou)，它(ta)们(men)如同(tong)生命(ming)大(da)厦的基(ji)石(shi)，支撑着(zhe)各(ge)自的(de)生(sheng)命体(ti)。

更令人惊叹的(de)是，在一(yi)些(xie)关键的(de)生物学通(tong)路(lu)和信(xin)号传(chuan)导方面(mian)，人、猪(zhu)、狗的DNA也(ye)展(zhan)现出高(gao)度的同(tong)源(yuan)性。这意味(wei)着，即使(shi)是微小的基因变异，也(ye)可(ke)能在不同物(wu)种之(zhi)间产(chan)生(sheng)相似的生物(wu)学效应(ying)。这为(wei)跨物种(zhong)的医(yi)学研(yan)究提供了坚实的基(ji)础。例如(ru)，研(yan)究人(ren)类(lei)某种遗(yi)传性(xing)疾病的(de)基(ji)因缺陷，我们(men)可以在(zai)猪或狗身(shen)上找(zhao)到类(lei)似的基因突变，并通过对(dui)它们的研究(jiu)来模拟疾病的发(fa)生(sheng)发展，寻(xun)找治(zhi)疗(liao)方(fang)案。

这(zhe)种“共(gong)享”的(de)基因(yin)组特征(zheng)，是理(li)解(jie)生命演化、探索物种(zhong)间亲缘关(guan)系(xi)的重(zhong)要(yao)依(yi)据。

差异(yi)的魅力(li)：基因组(zu)的(de)独(du)特印(yin)记

相(xiang)似之余(yu)，差异(yi)更(geng)是(shi)生(sheng)命多样性(xing)的根源。尽管共享了许(xu)多(duo)基本(ben)基因(yin)，但在(zai)基因(yin)的数量、排(pai)列方(fang)式(shi)、调(diao)控机(ji)制(zhi)以(yi)及非(fei)编码区域(yu)（如蛋(dan)白质(zhi)编码(ma)基因之(zhi)外(wai)的DNA片(pian)段，它(ta)们在(zai)基因(yin)表(biao)达调(diao)控(kong)中(zhong)扮(ban)演重(zhong)要角(jiao)色）上(shang)，人、猪(zhu)、狗(gou)的DNA又呈(cheng)现出(chu)各(ge)自(zi)独特的“指(zhi)纹”。

从基因(yin)数量(liang)上(shang)看(kan)，不同(tong)物种(zhong)的(de)基因组(zu)大小和(he)基因数量存(cun)在(zai)差(cha)异(yi)。尽管人类拥(yong)有大(da)约2万(wan)个(ge)蛋白质(zhi)编码(ma)基因，猪(zhu)和(he)狗的基因(yin)数(shu)量也与(yu)之相近，但(dan)这些基因的具(ju)体(ti)组(zu)成、功能以及它(ta)们是如(ru)何(he)被组织和调控(kong)的，则存在着微(wei)妙而(er)关(guan)键(jian)的区别(bie)。一(yi)些(xie)基因(yin)在(zai)特定物种中可能(neng)发生(sheng)了(le)扩增(zeng)或丢失(shi)，或(huo)者在功能(neng)上发生了(le)特化，从而塑造(zao)了各(ge)自(zi)独(du)特的生理特征(zheng)和行(xing)为(wei)模式(shi)。

尤其值得关注的(de)是，非编码(ma)DNA区域在物(wu)种特异(yi)性(xing)方(fang)面扮演(yan)着更加(jia)重(zhong)要的角(jiao)色。这些(xie)区域可能包(bao)含(han)着(zhe)复杂(za)的调控元件，它(ta)们决(jue)定(ding)了哪些(xie)基(ji)因(yin)在(zai)何(he)时(shi)、何(he)地、以何(he)种强(qiang)度表达。人类的非编码区(qu)域可能承(cheng)载着高度(du)复(fu)杂的调控网(wang)络(luo)，这与我们发(fa)达的大(da)脑(nao)、精(jing)密的免(mian)疫系统(tong)以(yi)及(ji)长期的(de)发(fa)育(yu)过(guo)程(cheng)息(xi)息(xi)相关。

猪(zhu)和狗的非编码区域，则(ze)可(ke)能(neng)在(zai)适应它(ta)们各(ge)自生存环境、演化出特定(ding)优势(shi)（如(ru)猪(zhu)的繁(fan)殖能(neng)力，狗的嗅(xiu)觉(jue)和(he)听(ting)觉(jue)能力）方(fang)面(mian)发挥(hui)着(zhe)至(zhi)关重要的作用(yong)。

DNA的“进化语言”：理(li)解我们自(zi)己(ji)与(yu)“他(ta)者”

通过(guo)比较(jiao)人、猪、狗的(de)DNA，我们(men)不(bu)仅是(shi)在解(jie)读(du)一份份遗(yi)传(chuan)物质(zhi)的序列，更是(shi)在(zai)阅读一部关于生命演化(hua)、物(wu)种分(fen)化以(yi)及适(shi)应性进(jin)化的宏(hong)大(da)史(shi)诗(shi)。人(ren)类基因组的研(yan)究，让(rang)我们(men)得以(yi)窥探(tan)自(zi)身起源(yuan)、遗(yi)传(chuan)疾病的(de)根(gen)源(yuan)，并(bing)为(wei)精准医疗(liao)提(ti)供了可(ke)能(neng)。而(er)猪和狗的(de)基(ji)因组(zu)，则为我们提供了宝贵(gui)的“活体(ti)模型”，它(ta)们(men)在(zai)医学(xue)研究、药物开(kai)发、器(qi)官移植(zhi)（异种(zhong)移植）等(deng)领域(yu)展现出巨大的(de)潜(qian)力(li)，有望解(jie)决(jue)当(dang)前医(yi)疗面临(lin)的诸多难题(ti)。

例如，在心血管(guan)疾(ji)病的研究中，猪(zhu)的(de)心脏结(jie)构和(he)生(sheng)理功(gong)能(neng)与人(ren)类非常接(jie)近，这(zhe)使得猪成(cheng)为(wei)研(yan)究心脏瓣膜(mo)疾(ji)病(bing)、冠(guan)状动脉搭(da)桥手术等(deng)的重(zhong)要模型(xing)。同样，狗(gou)的嗅(xiu)觉(jue)系(xi)统极(ji)其发(fa)达(da)，对某些(xie)疾病的(de)早期检(jian)测（如(ru)癌症(zheng)）具有(you)潜在的应(ying)用价值(zhi)。对(dui)这(zhe)些(xie)物种DNA的深入理解，能(neng)够帮(bang)助我们更(geng)全面(mian)地认(ren)识生(sheng)命的共性与个性，从而(er)在(zai)更广(guang)阔的维(wei)度(du)上推(tui)动科(ke)学(xue)的(de)进步。

总(zong)而言之，人、猪(zhu)、狗(gou)的DNA，是(shi)生命多样性与(yu)统(tong)一(yi)性的(de)生(sheng)动(dong)写照。它(ta)们(men)既(ji)是独立演(yan)化出独特形态和功能(neng)的载体(ti)，又是共同(tong)继(ji)承(cheng)自遥远祖先的(de)遗传(chuan)印记。对这些DNA的深(shen)入探索(suo)，不仅是(shi)科(ke)学研究(jiu)的(de)边(bian)界，更是(shi)我(wo)们(men)理解生命(ming)本质(zhi)、拓(tuo)展科技(ji)应用的关(guan)键所(suo)在。

第二章：基因(yin)科技的(de)“苹(ping)果”时(shi)刻(ke)——DNA解(jie)锁(suo)生命潜(qian)力(li)与未(wei)来展望

在人(ren)类探索生(sheng)命奥秘的(de)征程中，DNA不再是高高在上的神秘代(dai)码，而是(shi)可(ke)以通(tong)过(guo)科技手(shou)段被(bei)“读取(qu)”、“编辑”甚至“重(zhong)写(xie)”的(de)活态信息。正(zheng)如(ru)苹果公(gong)司颠覆了(le)信息(xi)时代一样(yang)，基因(yin)科(ke)技(ji)也正(zheng)在以(yi)前所(suo)未有(you)的(de)力(li)量(liang)，深刻(ke)地(di)改变着(zhe)我(wo)们(men)认识和(he)改(gai)造(zao)生命的方(fang)式，而(er)智(zhi)能手机(ji)，特别(bie)是苹(ping)果(guo)手机(ji)，正(zheng)成为(wei)我们(men)连接和(he)应用这些(xie)前沿科(ke)技的(de)便(bian)捷(jie)入口。

DNA测(ce)序(xu)：生命(ming)密码的“读取”革命(ming)

现(xian)代基因测(ce)序技(ji)术的(de)飞速发(fa)展(zhan)，如同(tong)为生命科学(xue)领(ling)域装上(shang)了(le)一部“超高清摄像头”。过去(qu)需要(yao)耗费(fei)数年、数十亿美(mei)元的基因组测序，如今在(zai)苹果手机(ji)的(de)强(qiang)大算(suan)力支持下(xia)（通过(guo)各类专业(ye)App），已经(jing)可以在数小(xiao)时(shi)内完(wan)成，成(cheng)本也(ye)大幅降低(di)。这意(yi)味着，我(wo)们能够以前(qian)所未(wei)有(you)的(de)速(su)度和(he)精(jing)度，读(du)取人(ren)、猪、狗的DNA序(xu)列。

对于人类而(er)言(yan)，全(quan)基因组测序正逐(zhu)渐从实(shi)验(yan)室走向临(lin)床(chuang)，为疾病的(de)诊断(duan)、预防(fang)和个性化(hua)治疗(liao)打(da)开了新(xin)的大(da)门。通过分(fen)析个体(ti)DNA中(zhong)的(de)变(bian)异信(xin)息(xi)，医生(sheng)可(ke)以更准确地判断患(huan)某种(zhong)遗传(chuan)性疾病的(de)风险(xian)，制定(ding)最适合的治疗方案，甚(shen)至预测(ce)药(yao)物(wu)的反应。例(li)如(ru)，在肿瘤(liu)治疗(liao)领域(yu)，基因(yin)测(ce)序能够帮助(zhu)识别(bie)肿(zhong)瘤(liu)的基(ji)因突变，从(cong)而(er)选(xuan)择靶向药物(wu)，实现“精(jing)准(zhun)打击”，显(xian)著提高治疗效(xiao)果并(bing)减少(shao)副作(zuo)用。

对(dui)于猪和狗(gou)，基因(yin)测(ce)序同(tong)样(yang)意义(yi)非凡(fan)。通过(guo)测序，我们(men)可(ke)以(yi)深入(ru)了(le)解不同(tong)品种猪(zhu)的(de)优(you)良(liang)性(xing)状(zhuang)（如(ru)生长速(su)度、肉质、抗(kang)病能(neng)力）背后(hou)的基(ji)因(yin)机制，从(cong)而通(tong)过科(ke)学育种，培育(yu)出更具经济价值(zhi)和(he)饲(si)养效(xiao)率(lv)的品(pin)种(zhong)。在宠(chong)物(wu)健康领域，为(wei)爱(ai)宠进行基因检测，可(ke)以及早(zao)发(fa)现潜在的(de)遗传(chuan)性疾病，并采取相应的(de)预(yu)防措(cuo)施，让它们(men)拥有(you)更健康(kang)、更长久的生(sheng)命。

苹果手(shou)机上(shang)的各种基(ji)因检(jian)测(ce)App，正(zheng)是将(jiang)这些复(fu)杂的基(ji)因(yin)信(xin)息以直观(guan)易懂的方(fang)式(shi)呈(cheng)现给用户，使基(ji)因科技不(bu)再遥(yao)不(bu)可及(ji)。

基(ji)因(yin)编(bian)辑：生(sheng)命(ming)蓝图的(de)“修(xiu)改(gai)”利器(qi)

如(ru)果(guo)说测序是“读(du)取(qu)”，那么基因编辑(ji)技术，如(ru)CRISPR-Cas9，则(ze)无疑(yi)是“修改”生命蓝(lan)图的神(shen)来(lai)之笔。这(zhe)项技术允许(xu)科(ke)学(xue)家们(men)精确(que)地(di)对(dui)DNA序列进行(xing)切割(ge)、插入或替(ti)换，从而纠(jiu)正致(zhi)病基因(yin)、引(yin)入(ru)有(you)利(li)性状，甚(shen)至创造全新(xin)的(de)生物(wu)功(gong)能。

在人(ren)类医(yi)学领域，基因编(bian)辑为(wei)治(zhi)疗许多(duo)曾经(jing)束(shu)手(shou)无策(ce)的遗传(chuan)性疾病(bing)带来了希(xi)望。例(li)如，针对(dui)镰(lian)刀型(xing)红细胞贫(pin)血症(zheng)、囊性纤维(wei)化等(deng)疾病(bing)，科(ke)学家们(men)正在探(tan)索(suo)利(li)用(yong)基因编(bian)辑(ji)技术(shu)，直接修复(fu)患者(zhe)体内(nei)致病(bing)基(ji)因，从而(er)达(da)到根治(zhi)的目(mu)的(de)。虽(sui)然目(mu)前(qian)仍(reng)处(chu)于临床(chuang)试验(yan)阶(jie)段，但(dan)其前景(jing)无疑是光(guang)明(ming)的。

在动物育(yu)种(zhong)领(ling)域(yu)，基因编辑的应用也正(zheng)以前所未有(you)的速度(du)推进。通过对猪(zhu)的基因进行编辑(ji)，科学家(jia)们可(ke)以(yi)培(pei)育出(chu)对(dui)特定病(bing)毒(du)（如(ru)猪蓝(lan)耳病）具有(you)免疫(yi)力(li)的猪，大(da)大降(jiang)低养(yang)殖(zhi)业(ye)的(de)损(sun)失；也(ye)可以(yi)培育出肉(rou)质(zhi)更(geng)佳、生长周期更短的猪，提(ti)高生(sheng)产效率。对(dui)于(yu)犬(quan)类，基因编辑可(ke)能用于(yu)排(pai)除某(mou)些遗(yi)传性(xing)疾病的隐患，培(pei)育出更(geng)健(jian)康的(de)伴侣(lv)犬(quan)。

苹果(guo)手(shou)机作(zuo)为信(xin)息(xi)获取和(he)交流的平(ping)台，也(ye)在一(yi)定(ding)程(cheng)度上(shang)加速了基(ji)因(yin)编(bian)辑(ji)相(xiang)关知识(shi)的(de)传播和应(ying)用的(de)普及，让更多人(ren)能够了解(jie)和关注这项技术的(de)发(fa)展。

异(yi)种(zhong)移(yi)植(zhi)与(yu)再生(sheng)医(yi)学：跨越物种的生(sheng)命(ming)馈赠

人(ren)、猪、狗(gou)DNA的(de)相似(shi)性，也(ye)为异种(zhong)移(yi)植(zhi)（Xenotransplantation）提供了(le)理论基础(chu)。科(ke)学家们正在尝试(shi)利用基因(yin)编辑技术，对(dui)猪的基(ji)因进行(xing)改造，使(shi)其器官（如(ru)心(xin)脏(zang)、肾脏(zang)）在(zai)移植到(dao)人(ren)体(ti)后，不(bu)易引(yin)起免(mian)疫排(pai)斥反(fan)应(ying)，从(cong)而缓解当(dang)前器官(guan)捐(juan)献(xian)短(duan)缺的困境(jing)。

想象(xiang)一(yi)下(xia)，未(wei)来，也许(xu)一只经过基因(yin)优(you)化的猪(zhu)，就能(neng)为(wei)人类(lei)提(ti)供一(yi)颗健康跳(tiao)动的(de)心(xin)脏，这(zhe)无疑是(shi)生命(ming)科(ke)技(ji)的伟(wei)大突破。

再生医(yi)学的(de)发展(zhan)，也离(li)不开对DNA的(de)深入(ru)理解(jie)。通(tong)过(guo)诱(you)导(dao)多能干细胞（iPSCs）技(ji)术，我们可(ke)以将(jiang)体细胞(bao)重编程(cheng)回胚胎干(gan)细胞状态(tai)，再(zai)分化(hua)成(cheng)各种(zhong)组(zu)织和器(qi)官。而对DNA的精确(que)调控，是(shi)实(shi)现(xian)高(gao)效、安(an)全诱导重(zhong)编程的(de)关键。

未来展望：从“人or猪(zhu)or狗(gou)的(de)DNA播放”到生(sheng)命互(hu)联(lian)

“人or猪or狗(gou)的DNA播放(fang)”这个看(kan)似科(ke)幻的标题(ti)，实则触(chu)及(ji)了基(ji)因科(ke)技(ji)的(de)核心(xin)——信(xin)息(xi)的解(jie)读(du)、传承与应用。借助苹果(guo)手(shou)机这样便捷(jie)的智能终(zhong)端，我(wo)们(men)可(ke)以通(tong)过各(ge)类(lei)App，实(shi)时获(huo)取(qu)基(ji)因组(zu)学、生(sheng)物信息学(xue)前沿(yan)资讯，学习(xi)基因知识，甚(shen)至(zhi)参与(yu)到科研(yan)众包项(xiang)目中。从下载基因数据(ju)到(dao)分析(xi)基因(yin)报(bao)告，再到(dao)了解基因编辑(ji)的最新(xin)进展(zhan)，手(shou)机已经成(cheng)为我(wo)们连(lian)接生命科(ke)学前沿的“播(bo)放(fang)器”。

未(wei)来，我们可(ke)以预见(jian)，基(ji)因(yin)科(ke)技将(jiang)更加深入地融入我(wo)们的(de)生活。个性化健康(kang)管(guan)理(li)、疾(ji)病的精准(zhun)预(yu)防与治(zhi)疗、高效的农业育种(zhong)、甚(shen)至(zhi)对生(sheng)命(ming)本(ben)质更(geng)深层次的探索，都将(jiang)依赖于(yu)对DNA的深(shen)刻理解和(he)巧(qiao)妙(miao)运用(yong)。而(er)苹(ping)果手(shou)机，作(zuo)为信息时(shi)代(dai)的核(he)心(xin)载体(ti)，必将(jiang)扮演更加(jia)重(zhong)要(yao)的(de)角(jiao)色，成(cheng)为我们探索、应用、乃至共同塑(su)造生命未(wei)来(lai)的(de)关键工具。

生(sheng)命，将(jiang)如(ru)同精(jing)彩的乐章，在我(wo)们指(zhi)尖的“播放”中，奏(zou)响(xiang)更加辉煌的旋律。

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图片来源：每经记者 陈爱东 摄

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