不要乱用遗传密码

George Church 的工作结合了广泛的科学知识和雄心勃勃的想象力。我们的世界需要有远见的人，而教会就是其中之一。他的哈佛实验室处于生物化学几个关键领域的前沿。请狭义地解释以下批评。我认为他的一个想法足够危险，以至于我不得不公开反对它。改变遗传密码是一个非常非常糟糕的主意。

上个月我听 Church 博士讲了 3 次，每次他都提到了一项 使人类能够抵抗所有病毒的技术。他已经进行了 概念验证实验，创造了一种 大肠杆菌菌株，该菌株 使用与地球上所有其他生命(当然包括所有病毒)不同的遗传密码。由于病毒使用宿主细胞的机器来翻译自己的基因组，因此病毒将无法在具有修改的遗传密码的宿主中复制。

改变遗传密码与“基因编辑”或“基因治疗”不同。基因疗法涉及改变一个基因(可能在整个细胞或特定器官中，可能在身体的每个细胞中)。更改遗传密码是在人类基因组的全部 30 亿个碱基对中进行全球搜索和替换。这是一亿次更改，所有这些都必须恰到好处，以及有关如何解释新代码的说明的更改。

什么是遗传密码?

粗略地说，DNA是信息分子，蛋白质是服务分子。细胞的大部分功能都是由蛋白质完成的，包括信号传导、能量转导、运动、过滤、促进有益的化学反应和抑制其他反应——基本上所有的新陈代谢功能都是由蛋白质完成的。

蛋白质分子是(通常)数千个氨基酸单元以特定顺序串在一起的链。有 20 种氨基酸可供选择，它们周围有不同形状的电荷场，可以吸引或排斥其他氨基酸。因此，作为蛋白质的一串氨基酸想要折叠成独特的特征形状，而形状决定了它在新陈代谢中的功能。

DNA存在于细胞核中，当细胞分裂以克隆自身时，DNA会被复制并从母亲传给女儿。DNA的功能之一是携带有关如何构建蛋白质的信息。(事实上​​，这是 1950 年代发现的 DNA 的第一个和主要功能。)DNA 由数百万个以特定顺序串在一起的四个核酸亚基构成。(请注意，核酸不是氨基酸。)与用于构建蛋白质的 20 个氨基酸亚基相比，DNA 仅由 4 个核酸亚基(通常缩写为 A、C、T 和 G)构成。

“遗传密码”是 DNA 和蛋白质之间的映射。每组 3 个核酸指定一个特定的氨基酸。“基因”是一段 DNA，包含制造特定蛋白质的指令。因此，例如，一段 30,000 个碱基对长的 DNA 可能包含创建长度为 10,000 个氨基酸的蛋白质的指令。我们的 DNA 只有大约 3% 由基因组成。“阅读”这些指令是核糖体的功能。核糖体是细胞器，是小型化工厂，每个细胞中都有数以百万计的蛋白质制造。

遗传密码构成一种语言，DNA(由信使 RNA 介导)通过它告诉核糖体哪些氨基酸以何种顺序串在一起。信使 RNA 复制一个基因，然后离开细胞核寻找核糖体。核糖体读取信息。每次它看到 3 种核酸 GCT 时，它都会添加一种称为丙氨酸的氨基酸。如果它看到 GGA，它会添加一个甘氨酸，依此类推。3 个 DNA 单元的组合指定了每个蛋白质单元，并带有一些冗余。例如，冗余意味着 TCT、TCC、TCA 和 TCG 都对应于称为丝氨酸的单个氨基酸。

(U 是这种语言中 T 的另一种说法。DNA 使用 T，而 RNA 使用 U 表示相同的含义。)

特定三元组与特定氨基酸的关联被认为大多是任意的。它只是 DNA 用来与蛋白质工厂对话的一种语言。

关于生物学最深刻的真理之一是，这种任意的语言，同样的语言，被所有生物所共享。所有生物，从毒菌到露脊鲸，都使用相同的语言在 DNA 和核糖体之间进行交流。

这意味着所有生命都可以与所有其他生命交换 DNA。从细菌到狒狒，我们都说同一种语言

这也是所有生命都相关的有力证据。生命曾经出现过，并在 40 亿年的过程中在一棵巨大的树上分化。你和我以及毒菌和弓头鲸都是堂兄弟。

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