每经编辑｜陈庚    

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第一章：生(sheng)命蓝(lan)图的(de)同(tong)源(yuan)与异(yi)彩——解(jie)析(xi)人、猪、狗(gou)DNA的亲(qin)缘关系

我(wo)们常常(chang)惊(jing)叹于(yu)生命的奇妙，而(er)DNA，这条(tiao)螺旋上升(sheng)的双链，正是承(cheng)载着(zhe)这(zhe)一(yi)切(qie)生命(ming)奥秘的“生命(ming)蓝图”。当(dang)我们将(jiang)目光(guang)投向(xiang)与我们生活息息相(xiang)关(guan)，却(que)又(you)在生命(ming)演化(hua)之路(lu)上分道扬(yang)镳的“同宗(zong)同源(yuan)”——人(ren)类(lei)、猪与(yu)狗(gou)的(de)DNA时，会(hui)发(fa)现其(qi)中(zhong)蕴藏(cang)着令(ling)人(ren)着(zhe)迷的(de)共通(tong)与独特。

血脉深(shen)处(chu)的(de)连(lian)接(jie)：人、猪、狗DNA的惊(jing)人相似(shi)性

你(ni)有(you)没有想(xiang)过，为什么在某(mou)些(xie)疾病(bing)的研(yan)究(jiu)中，科学(xue)家(jia)们会(hui)选择猪(zhu)或(huo)狗作(zuo)为模型(xing)？答(da)案就藏(cang)在它们(men)的DNA里(li)。尽管我们从(cong)外(wai)形、行(xing)为(wei)到(dao)生(sheng)理(li)结(jie)构都(dou)有(you)着显(xian)著差异，但从分(fen)子(zi)层面来(lai)看，人(ren)、猪、狗的(de)基(ji)因(yin)组(zu)却存(cun)在着(zhe)令(ling)人(ren)难以置信的相(xiang)似性(xing)。我们共享(xiang)着许(xu)多基本的(de)功能性(xing)基(ji)因，这(zhe)些基因负责着(zhe)细胞(bao)的(de)基(ji)本代(dai)谢(xie)、生(sheng)长发育、DNA复(fu)制(zhi)与(yu)修复等核(he)心生命活动。

例(li)如，控(kong)制(zhi)心(xin)脏跳动(dong)、肺(fei)部(bu)呼吸、消(xiao)化吸收等(deng)基(ji)本(ben)生(sheng)理(li)过(guo)程的基(ji)因，在(zai)三者(zhe)之间高度(du)保守(shou)，它们(men)如同(tong)生命(ming)大厦(sha)的基石，支(zhi)撑着(zhe)各(ge)自的(de)生(sheng)命体(ti)。

更令人惊叹的(de)是，在一些关键(jian)的生物学(xue)通(tong)路(lu)和信(xin)号传导方(fang)面，人、猪、狗的DNA也(ye)展现(xian)出(chu)高(gao)度的(de)同源性。这意味(wei)着，即(ji)使是(shi)微小(xiao)的(de)基因变异(yi)，也(ye)可能在不(bu)同物(wu)种之(zhi)间产生(sheng)相(xiang)似的生物(wu)学效(xiao)应。这(zhe)为跨(kua)物种(zhong)的医(yi)学研究(jiu)提(ti)供(gong)了(le)坚实的基(ji)础(chu)。例如，研(yan)究(jiu)人类某(mou)种遗传(chuan)性疾病(bing)的(de)基因缺陷，我(wo)们可以在(zai)猪或狗(gou)身上找(zhao)到类(lei)似(shi)的(de)基因(yin)突变(bian)，并通(tong)过(guo)对(dui)它们(men)的研(yan)究来(lai)模拟疾(ji)病(bing)的发生发展，寻(xun)找治(zhi)疗方(fang)案(an)。

这种“共(gong)享(xiang)”的基因组(zu)特(te)征，是理(li)解生命演化(hua)、探索(suo)物种(zhong)间(jian)亲缘关(guan)系的(de)重要(yao)依据。

差异(yi)的魅力：基(ji)因(yin)组(zu)的(de)独(du)特印记

相(xiang)似之(zhi)余(yu)，差异(yi)更(geng)是(shi)生命多样性(xing)的根源。尽(jin)管共(gong)享了许(xu)多基本基因(yin)，但(dan)在基因(yin)的数量、排列方(fang)式、调控机(ji)制以及非(fei)编码区域(yu)（如(ru)蛋白质编码(ma)基因之(zhi)外(wai)的(de)DNA片(pian)段，它们在基因表达调控中(zhong)扮(ban)演(yan)重要角(jiao)色(se)）上(shang)，人、猪、狗的(de)DNA又呈(cheng)现出各自(zi)独特(te)的“指(zhi)纹”。

从基因(yin)数量上看，不同(tong)物种(zhong)的(de)基因(yin)组(zu)大小和基因数(shu)量存(cun)在(zai)差异。尽管人(ren)类拥(yong)有大约(yue)2万(wan)个蛋白(bai)质(zhi)编(bian)码基因(yin)，猪(zhu)和狗(gou)的基因(yin)数(shu)量(liang)也与之相近，但(dan)这(zhe)些(xie)基因的具(ju)体组成(cheng)、功能以(yi)及它们是如何被(bei)组织和(he)调控的，则(ze)存在着(zhe)微(wei)妙而关键的区(qu)别。一些基因在(zai)特定物种中可(ke)能发(fa)生了(le)扩增(zeng)或(huo)丢失(shi)，或(huo)者在(zai)功能(neng)上发生了特(te)化，从而塑造(zao)了各(ge)自(zi)独特的(de)生理特征(zheng)和行(xing)为模式。

尤其值(zhi)得关注的是，非(fei)编码DNA区域在物(wu)种特异(yi)性(xing)方面(mian)扮演着更(geng)加重(zhong)要的角(jiao)色(se)。这些(xie)区(qu)域(yu)可能包含(han)着复(fu)杂(za)的调(diao)控(kong)元件，它们(men)决(jue)定(ding)了哪些(xie)基(ji)因在何时(shi)、何(he)地(di)、以何(he)种强(qiang)度(du)表(biao)达(da)。人(ren)类的(de)非(fei)编码区(qu)域可(ke)能承载着高(gao)度(du)复杂的(de)调(diao)控网络(luo)，这(zhe)与我(wo)们发(fa)达(da)的(de)大(da)脑(nao)、精(jing)密(mi)的(de)免(mian)疫系(xi)统以(yi)及长期的(de)发育(yu)过程(cheng)息息(xi)相关。

猪(zhu)和狗的(de)非编(bian)码区(qu)域，则可能在适(shi)应它(ta)们各(ge)自生(sheng)存(cun)环(huan)境(jing)、演化(hua)出(chu)特定(ding)优势(shi)（如猪的繁(fan)殖能(neng)力，狗的嗅(xiu)觉(jue)和(he)听觉能力(li)）方面发挥(hui)着(zhe)至关(guan)重要的(de)作用(yong)。

DNA的“进(jin)化(hua)语言”：理(li)解我们自(zi)己与(yu)“他者”

通过比较(jiao)人(ren)、猪、狗(gou)的DNA，我(wo)们不仅(jin)是(shi)在(zai)解读(du)一份份(fen)遗(yi)传物(wu)质的(de)序(xu)列，更是在阅读一部(bu)关(guan)于生(sheng)命演化(hua)、物(wu)种分化以及适应性进(jin)化(hua)的宏(hong)大(da)史诗。人类基因组(zu)的研究，让(rang)我(wo)们得(de)以窥探(tan)自身起(qi)源、遗传(chuan)疾病(bing)的(de)根(gen)源(yuan)，并(bing)为精(jing)准医疗提(ti)供(gong)了可能。而猪(zhu)和狗的(de)基因(yin)组(zu)，则为我们(men)提(ti)供(gong)了宝(bao)贵的“活体(ti)模型(xing)”，它(ta)们(men)在医学研究、药物开(kai)发、器(qi)官(guan)移(yi)植（异(yi)种移植(zhi)）等领域(yu)展现出(chu)巨大的(de)潜力(li)，有(you)望(wang)解决(jue)当前医疗面临(lin)的诸多难题。

例如，在(zai)心血(xue)管疾(ji)病的(de)研究中，猪(zhu)的(de)心脏(zang)结构(gou)和(he)生理功能与人(ren)类(lei)非常接(jie)近，这(zhe)使(shi)得猪成为研(yan)究心(xin)脏瓣膜疾病、冠(guan)状(zhuang)动脉搭(da)桥手(shou)术(shu)等的重(zhong)要模型(xing)。同样，狗(gou)的嗅觉(jue)系(xi)统极(ji)其发达，对某(mou)些疾病(bing)的早期检(jian)测（如癌症(zheng)）具有(you)潜在的应用价(jia)值。对这些物(wu)种(zhong)DNA的深(shen)入理解，能够帮助(zhu)我(wo)们更(geng)全面地认(ren)识生(sheng)命的(de)共性(xing)与(yu)个(ge)性，从而在(zai)更广阔(kuo)的(de)维(wei)度(du)上推(tui)动科学的进步。

总而言之(zhi)，人(ren)、猪(zhu)、狗的DNA，是(shi)生命多(duo)样性(xing)与统(tong)一性(xing)的生动(dong)写(xie)照。它们既(ji)是(shi)独(du)立演(yan)化(hua)出独特形态(tai)和功能的(de)载(zai)体(ti)，又是共同(tong)继承(cheng)自遥(yao)远祖先的(de)遗传印记。对这些DNA的深(shen)入(ru)探索(suo)，不仅是科学研究的边界(jie)，更是(shi)我们(men)理解生命(ming)本质(zhi)、拓(tuo)展科技(ji)应用(yong)的(de)关(guan)键所(suo)在(zai)。

第(di)二(er)章：基因(yin)科技的“苹(ping)果”时刻——DNA解锁(suo)生命潜(qian)力(li)与未(wei)来(lai)展望(wang)

在人(ren)类(lei)探索生(sheng)命奥秘的征(zheng)程(cheng)中，DNA不再(zai)是(shi)高(gao)高(gao)在上(shang)的神(shen)秘代(dai)码，而(er)是可以(yi)通过科(ke)技手(shou)段被(bei)“读取(qu)”、“编(bian)辑”甚(shen)至(zhi)“重(zhong)写”的(de)活(huo)态信(xin)息。正如苹果公(gong)司颠(dian)覆了信息时代一样，基因(yin)科技(ji)也(ye)正(zheng)在以(yi)前所(suo)未有的力(li)量，深(shen)刻(ke)地(di)改变(bian)着我(wo)们认识和(he)改(gai)造生(sheng)命(ming)的方式，而智能(neng)手机，特(te)别是苹果(guo)手机，正成为(wei)我们(men)连接(jie)和应用这些前沿(yan)科技(ji)的(de)便捷入(ru)口(kou)。

DNA测序(xu)：生命(ming)密码的“读(du)取”革(ge)命(ming)

现(xian)代(dai)基(ji)因(yin)测(ce)序技术(shu)的(de)飞速(su)发展，如同(tong)为生命(ming)科学(xue)领域(yu)装上了(le)一部(bu)“超高(gao)清(qing)摄(she)像头(tou)”。过去(qu)需要(yao)耗(hao)费(fei)数年(nian)、数十(shi)亿美(mei)元的基因组测序，如今在(zai)苹果(guo)手机的(de)强大算(suan)力支(zhi)持下(xia)（通过(guo)各类专业App），已经(jing)可以在(zai)数小时内完成，成本(ben)也大幅(fu)降低。这意味着(zhe)，我们(men)能(neng)够(gou)以(yi)前所未有的(de)速度(du)和精(jing)度，读取人、猪、狗的(de)DNA序列。

对于(yu)人(ren)类而(er)言，全基(ji)因组测(ce)序(xu)正逐渐(jian)从(cong)实(shi)验室(shi)走(zou)向临(lin)床，为疾病的(de)诊断(duan)、预防(fang)和(he)个(ge)性(xing)化(hua)治疗打开了新(xin)的(de)大(da)门。通过分(fen)析个体(ti)DNA中的(de)变异信息，医生可(ke)以更(geng)准确(que)地(di)判(pan)断患(huan)某种(zhong)遗传(chuan)性疾病的(de)风险(xian)，制(zhi)定(ding)最适合的(de)治疗方案，甚(shen)至(zhi)预测药(yao)物(wu)的反(fan)应。例如(ru)，在(zai)肿瘤(liu)治疗(liao)领(ling)域(yu)，基因(yin)测序能够帮助(zhu)识别肿(zhong)瘤的基因突变(bian)，从而选择靶(ba)向药(yao)物(wu)，实(shi)现“精准打(da)击”，显著提高(gao)治疗效(xiao)果并减少(shao)副作(zuo)用。

对(dui)于(yu)猪(zhu)和狗(gou)，基因(yin)测序(xu)同(tong)样(yang)意义(yi)非凡。通过(guo)测序(xu)，我(wo)们可(ke)以深入(ru)了解不(bu)同(tong)品种猪(zhu)的优(you)良性状（如生(sheng)长速(su)度(du)、肉质、抗病能(neng)力）背后(hou)的基(ji)因机制(zhi)，从而通过科学育种，培育(yu)出(chu)更具经(jing)济(ji)价值和饲养效率(lv)的品(pin)种(zhong)。在(zai)宠(chong)物(wu)健康领(ling)域，为爱(ai)宠进行基因检(jian)测，可(ke)以及早发(fa)现(xian)潜在的遗传(chuan)性疾病，并采取相应的(de)预(yu)防措施，让(rang)它(ta)们拥有更健(jian)康(kang)、更长久(jiu)的生命。

苹(ping)果手(shou)机上(shang)的各(ge)种基(ji)因检测(ce)App，正(zheng)是将(jiang)这些复(fu)杂的基(ji)因信(xin)息(xi)以(yi)直观(guan)易(yi)懂的方式呈(cheng)现(xian)给用户，使(shi)基(ji)因(yin)科(ke)技不(bu)再遥(yao)不(bu)可(ke)及(ji)。

基(ji)因编(bian)辑：生命蓝(lan)图的(de)“修(xiu)改”利器(qi)

如果(guo)说测序是(shi)“读(du)取(qu)”，那么(me)基因(yin)编辑(ji)技(ji)术(shu)，如(ru)CRISPR-Cas9，则(ze)无疑(yi)是“修改(gai)”生命蓝(lan)图的神来(lai)之(zhi)笔(bi)。这项技(ji)术允(yun)许(xu)科学(xue)家们(men)精确(que)地对DNA序列进行(xing)切割、插入或替(ti)换，从而纠正致(zhi)病基(ji)因(yin)、引(yin)入有(you)利性(xing)状(zhuang)，甚至创(chuang)造全新的(de)生物(wu)功能(neng)。

在(zai)人(ren)类医(yi)学(xue)领(ling)域，基(ji)因编(bian)辑为(wei)治疗(liao)许多(duo)曾经束(shu)手(shou)无策的遗传性疾(ji)病(bing)带来(lai)了希望。例(li)如，针(zhen)对镰刀型(xing)红细(xi)胞(bao)贫(pin)血(xue)症(zheng)、囊性(xing)纤(xian)维化等(deng)疾病(bing)，科学家(jia)们正在探索利用(yong)基(ji)因编(bian)辑(ji)技术(shu)，直接(jie)修复患(huan)者(zhe)体内致(zhi)病基因(yin)，从而(er)达到根(gen)治(zhi)的目的。虽然目(mu)前仍(reng)处于临(lin)床(chuang)试(shi)验阶段，但(dan)其(qi)前景(jing)无疑(yi)是光(guang)明(ming)的(de)。

在(zai)动物育(yu)种(zhong)领(ling)域，基(ji)因编辑(ji)的应(ying)用(yong)也正(zheng)以前(qian)所未有(you)的(de)速度推进。通过(guo)对猪的基因进(jin)行编辑，科学家们(men)可(ke)以(yi)培育出(chu)对特(te)定(ding)病毒（如猪(zhu)蓝耳(er)病(bing)）具(ju)有(you)免疫力的猪，大(da)大降(jiang)低(di)养殖业(ye)的损(sun)失(shi)；也可(ke)以(yi)培育(yu)出肉(rou)质(zhi)更(geng)佳(jia)、生长周(zhou)期更(geng)短的猪(zhu)，提高(gao)生(sheng)产(chan)效(xiao)率(lv)。对于(yu)犬(quan)类(lei)，基因编辑可(ke)能用于(yu)排(pai)除某些遗(yi)传(chuan)性(xing)疾病(bing)的隐患(huan)，培育出更(geng)健(jian)康的伴侣(lv)犬。

苹果手机作(zuo)为信息(xi)获取(qu)和(he)交流(liu)的平(ping)台，也(ye)在一定(ding)程度上(shang)加(jia)速了基(ji)因编(bian)辑相(xiang)关知识(shi)的(de)传播(bo)和应(ying)用的普及，让更(geng)多(duo)人能(neng)够了(le)解和关注这(zhe)项技术的(de)发展(zhan)。

异(yi)种移植(zhi)与再(zai)生(sheng)医学：跨(kua)越物种的(de)生命(ming)馈赠

人、猪(zhu)、狗DNA的相似(shi)性，也为异种移(yi)植（Xenotransplantation）提供(gong)了(le)理论基础。科学(xue)家们正在尝试(shi)利用基因编辑(ji)技术，对猪的基(ji)因(yin)进行改(gai)造，使(shi)其器官（如心脏(zang)、肾脏）在移(yi)植到人(ren)体后(hou)，不易引起(qi)免(mian)疫排(pai)斥(chi)反(fan)应，从而缓(huan)解当(dang)前(qian)器(qi)官捐献(xian)短(duan)缺的(de)困境。

想象一下(xia)，未来，也许(xu)一只(zhi)经(jing)过基(ji)因(yin)优化的(de)猪(zhu)，就能(neng)为人类提供一(yi)颗健康跳动(dong)的(de)心(xin)脏，这无疑(yi)是(shi)生(sheng)命(ming)科(ke)技(ji)的伟(wei)大突破。

再(zai)生医(yi)学的发(fa)展，也(ye)离(li)不开(kai)对DNA的深入(ru)理(li)解。通过(guo)诱导(dao)多(duo)能干(gan)细(xi)胞（iPSCs）技术，我们可以将体细(xi)胞重(zhong)编程(cheng)回胚(pei)胎干(gan)细胞状态(tai)，再分化成各种(zhong)组织和(he)器(qi)官。而(er)对DNA的精(jing)确(que)调控，是实现高(gao)效、安(an)全诱(you)导(dao)重(zhong)编程的(de)关(guan)键。

未(wei)来(lai)展(zhan)望(wang)：从(cong)“人or猪(zhu)or狗(gou)的(de)DNA播(bo)放(fang)”到生(sheng)命互联

“人(ren)or猪or狗(gou)的DNA播放”这(zhe)个看(kan)似科幻的标题，实则(ze)触及了基因(yin)科技的核心(xin)——信息的(de)解读、传(chuan)承与(yu)应用(yong)。借助(zhu)苹(ping)果手(shou)机这样(yang)便捷的智能终(zhong)端(duan)，我们可(ke)以通(tong)过各(ge)类App，实时获(huo)取基因(yin)组学、生(sheng)物信(xin)息学前沿(yan)资讯(xun)，学习(xi)基因(yin)知识，甚(shen)至参与(yu)到(dao)科(ke)研众包(bao)项目中(zhong)。从下载基(ji)因数(shu)据到分析(xi)基因(yin)报告(gao)，再到了解基因(yin)编辑(ji)的最(zui)新(xin)进(jin)展(zhan)，手(shou)机已经成(cheng)为(wei)我们连(lian)接(jie)生(sheng)命科(ke)学前沿的“播放(fang)器”。

未(wei)来，我们(men)可(ke)以(yi)预见，基因科(ke)技将(jiang)更加(jia)深入(ru)地融入(ru)我(wo)们(men)的(de)生活(huo)。个性(xing)化健(jian)康管理、疾(ji)病的(de)精准(zhun)预防与(yu)治(zhi)疗、高效的农业育(yu)种、甚(shen)至对(dui)生(sheng)命本(ben)质更深层(ceng)次(ci)的(de)探索，都将(jiang)依赖(lai)于对(dui)DNA的深(shen)刻理解和(he)巧妙运(yun)用。而苹(ping)果手机(ji)，作(zuo)为信(xin)息时(shi)代(dai)的核心(xin)载体(ti)，必将(jiang)扮演(yan)更加(jia)重(zhong)要(yao)的角(jiao)色(se)，成为我们探(tan)索、应(ying)用、乃(nai)至共(gong)同塑(su)造(zao)生命未(wei)来的(de)关键工具。

生命(ming)，将如(ru)同精(jing)彩的乐章，在我们指尖的“播放”中，奏(zou)响更加辉(hui)煌的(de)旋(xuan)律(lv)。

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图片来源：每经记者 陈叶林 摄

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