合成人类基因组的计划引发复杂反应

有人钦佩该项目的胆识,但许多人表示需要更多公众辩论

human chromosomes

对一些人来说,该提案因其雄心壮志和十足的魄力而值得称赞:目前,只有微小的细菌基因组和部分面包酵母基因组是从头开始合成的。

今天正式公布了一项大型公私合作倡议的提案,该提案旨在从头开始合成整个人类基因组——这项工作可能需要十年时间,并且需要数十亿美元用于技术开发。此前,该提案在一个秘密会议上首次提出,一个月后正式公布。

该项目名为“人类基因组计划-写入”(HGP-write),其支持者在《科学》杂志上撰文称,来自各种资金来源的1亿美元将有助于启动他们的愿景。该团队由纽约大学的合成生物学家杰夫·博克、波士顿哈佛医学院的基因组科学家乔治·丘奇以及加利福尼亚州圣拉斐尔市商业设计工作室Autodesk Research的未来学家安德鲁·赫塞尔领导。

但这一想法(主要旨在开发降低DNA合成成本的技术)并未在研究人员中获得普遍的兴奋。


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对一些人来说,该提案因其雄心壮志和十足的魄力而值得称赞:目前,只有微小的细菌基因组部分面包酵母基因组是从头开始合成的。但其他研究人员告诉《自然》杂志,他们认为HGP-write是对已经在降低DNA链合成价格的公司中进行的工作的不必要集中化。 HGP-write的一些支持者在这些公司(包括马萨诸塞州剑桥市的Gen9)中持有财务权益。

“我的第一个想法是‘那又怎样’,”苏黎世瑞士联邦理工学院的合成生物学家马丁·富森格说。“我个人认为这会自然发生。最终只是价格问题。”

还有一些人认为,该项目应该推迟,直到其领导者能够为合成人类基因组的想法赢得更广泛的支持。加利福尼亚州斯坦福大学的合成生物学家德鲁·恩迪和伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的宗教学者劳里·佐洛斯在一封发送给记者的电子邮件中表示,HGP-write团队没有充分证明他们的目标是合理的,并且该项目应该被放弃。“我们仍在等待广泛人群参与的严肃的公众辩论,”他们写道。

秘密启动

在5月份,当HGP-write在哈佛大学一个仅限邀请的会议上提出时,恩迪和佐洛斯就已经质疑了合成人类基因组的科学原理。该会议有100多位科学家、企业家、律师和伦理学家参加。该会议的封闭性质也招致了批评:丘奇告诉《Stat》,这是因为描述该工作的论文正在保密中。

“那天对于发生了什么有很多困惑,”参加会议的伦敦帝国学院的合成生物学家汤姆·埃利斯说。“有些人了解[论文的]审查过程,而另一些人则试图找出答案。”

今天关于HGP-write的三页公告补充了一些细节。它指出,当前的技术既过于昂贵又过于原始,无法合成30亿个碱基对的人类基因组。该团队呼吁进行一系列试点项目,例如合成更短的基因组片段和制造精简的染色体以执行特定任务,以使最终目标可行。他们说,整个项目应该需要不到30亿美元(公共资助的人类基因组计划的价格)。

参加会议的伦敦帝国学院的合成生物学家保罗·弗里蒙特说:“我认为这是一个很棒的项目。”“如果你想这样做,它将与人类基因组计划的规模相同,它将需要一些大型资助机构和世界各地的数百名研究人员。”

埃利斯和其他人担心,一个明确专注于构建人类基因组合成版本的中心化项目(而不是多种基因组)可能会不必要地缩小该项目的成果。但是,博克(他在2014年报告了合成27万个DNA字母的酵母染色体)不理会这一反对意见。他说,他设想HGP-write最终将产生来自小鼠、微生物和人类以外的各种生物的合成基因组。

加利福尼亚大学伯克利分校的生物化学工程师丹妮尔·图尔曼-埃尔塞克补充说:“有形产品可能最初进展缓慢,但以更低的成本大规模编写DNA将使研究人员的工作效率更高,更全面,从而为间接产品带来无限的潜力。”

基因组编写的障碍

更便宜的DNA合成并不是编写人类基因组的唯一障碍。埃利斯说,目前没有方法可以将非常大的DNA片段插入哺乳动物细胞并使其正常工作,而研究人员对于如何设计一个复杂的基因组,使其对现有基因组进行微小的改变也知之甚少。

弗里蒙特担心,诸如DNA合成公司之类的商业利益可能会对该项目提出要求。“我认为,如果这是一个开放的、公共资助的倡议,那将是很好的,”他说。

博克说,他希望HGP-write的成果不存在知识产权限制,就像他的合成酵母基因组项目一样。但是他说,“很有可能”参与HGP-write的公司将被授予此类权利,“以完成这项工作”。为了允许更广泛的访问,博克说,该项目可能会建立专利池,以允许用户轻松许可该项目的成果。

在他们的《科学》杂志文章中,HGP-write团队表示,他们将在开始工作之前寻求更广泛的公众支持。博克说,哈佛会议的大部分内容都集中在该项目的伦理方面。

他说,合成细胞将被设计为无法繁殖。“我们不是在试图制造一支克隆军队或开启优生学的新时代。这不是计划。”

本文经许可转载,并于2016年6月2日首次发表

Ewen Callaway is a senior reporter at Nature.

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