CRISPR-Cas9 能否提升智力?

目前肯定不能,但也许有一天可以——尽管首先需要克服许多障碍

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


最近在《自然》杂志上发表了一封信,内容是关于 329,000 名年轻人,他们识别出 74 个基因变异——人类六十亿个字母的基因组中单个核苷酸的拼写错误——这些变异可用于预测完成学年的近 20% 的变异,这是一种毅力的定量特征,与一般智力相关,您可以通过对自己的基因组进行测序来了解它。

将此作为您大学申请书的附加材料。

甚至在“分子时代”之前,我们就对表明我们比同龄人更有价值或价值更低的蛛丝马迹保持警惕。但学术界也告诫说,实际上我们几乎无法利用我们的生物学来改进自身。1924 年,哈佛大学遗传学家威廉·卡斯尔嘲讽道:“在这个问题上,我们充其量只能让自己显得荒谬。我们控制优生学的能力,就像控制海洋潮汐一样。”


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输入 Crispr-Cas9,这是第一对微小的分子剪刀,可以精确而简单地改变 DNA 的核苷酸。如果千年之交发布的人类基因组草图就像介绍了人类遗传学的《Chilton 汽车维修手册》,那么 Crispr-Cas9 就是套筒扳手组。

明尼苏达大学的研究员詹姆斯·J·李是该研究的作者之一,他说:“我认为,原则上,Crispr 可以用来大幅提升胚胎的预期智力。但是“原则上”在这里起了很大作用。一个实际障碍是,我们仍然没有可靠的方法来确定造成这种关联的因果位点。”换句话说,李提醒我,仅仅因为一个基因变异与一个定量特征相关,它可能只是与该区域的另一个基因变异搭便车,而后者实际上是该效应的起因或“驱动因素”。

认知科学家史蒂文·平克告诉我:“有大量工作证实了智力的遗传性,以及测量智力的可靠性。我们知道基因就在那里,但由于每个基因仅占方差的如此小一部分,因此很难精确定位。我怀疑我们会看到父母使用 Crispr 将其中任何一个植入他们的孩子体内,这有很多实际原因——基因太多,每个基因的效果都很小,我们不知道哪些基因具有负面的多效性效应(这意味着当与不同人的不同遗传背景结合时,它们可能会导致较弱的效果),而且允许该程序的安全障碍几乎肯定太大了。”

Crispr-Cas9 的安全性和准确性正在快速提高。人们正在发现和选择新的蛋白质,这些蛋白质使该工具更加准确,并且不太可能引起“脱靶效应”,这意味着对细胞中不同邻域的基因的意外编辑或破坏。由于我们每个人的基因组都是特有的,只有一点点独特,因此我们永远无法完全确定基因组编辑不会发生在与预期目标高度相似的位点。但是技术改进意味着该技术越来越接近被接受为一种工具,而且我们对基因靶点的了解也越来越精确。

科学家史蒂夫·古兰斯曾撰写过关于基因增强或基因兴奋剂的文章,基因兴奋剂在职业体育界广为人知。他说:“对我们自己的身体做些什么似乎是许多人愿意做的事情。基因兴奋剂在法律和道德结构方面是一个不确定领域。不确定谁是这个领域的思想领袖。我相信,人们对安全性的担忧仍然太多,无法进行任何增强。一旦每个人都克服了安全问题,一切都将变得不可预测。”

生物伦理学家朱利安·萨夫列斯库和约翰·哈里斯认为,操纵我们未来孩子的遗传密码不仅是权利,而且是义务,这一概念被称为“生育仁慈”,并将父母忽视的术语扩展到“基因忽视”,如果我们不进行基因工程改造。相比之下,生物伦理学家希勒·哈克指出,成为人类不仅仅是基因。包括新墨西哥大学学者戴维·科雷亚在内的其他人则预想了反乌托邦式的结局,他们认为富人可能会利用基因工程将权力从社会领域转化为基因组的持久代码,有效地作为“遗产基因”,建立“永久的资本主义社会关系”。

但是,无论我们将什么改变编码到我们的基因组中,最终都会在后代中与不同的遗传背景发生冲突,这是由于染色体中的随机重排造成的,因此它不太可能固定任何永久关系。

也许更重要的是,智力不是一个简单的输入-输出系统,它在很大程度上是一种发展起来的能力,可以记住并在两个或多个对立的想法之间切换,它在很大程度上是一种记忆能力。关于我们拥有哪些类型的智力,也存在疑问,是技术科学智力最容易转化为现代社会的收入,还是导致小说和艺术创作的那种苦苦挣扎的创造性智力。对于自然界的一些最基本的事实,有条理地思考可能需要一种不安全感。戴维·福斯特·华莱士展示了一种探究智力本质的方式,以及它可能是多么令人不安,当他反思最困扰他的问题时:“什么是数字?”

事实上,没有优越的基因,只有在权衡其他劣势的情况下提供优势的基因。例如,COMT 基因编码儿茶酚-O-甲基转移酶,该酶参与前额叶皮层和颞叶皮层中多巴胺的降解。拥有两个突变拷贝的人的 COMT 活性增加四倍,而如果你的活性较低,你可能会有更好的注意力,但也更容易紧张。1995 年,阿诺德·路德维希报告称,杰出小说作家中有 77% 患有精神疾病。乔纳森·戈特沙尔指出,作家患躁郁症的可能性是普通人的 10 倍,诗人是普通人的 40 倍。

研究创造力与疯狂之间联系的心理学家报告说,情绪动荡与创造力在一定程度上相关,超过这个程度,过多的慢性压力会导致创造力下降,这个概念被广泛称为“倒 U 形”。但这同时也告诉我们,压力以深刻的方式影响智力,智力不是被编码的,而是在很大程度上是通过奋斗和构建而成的。“我的智力——无论我称我的智力为什么——都是由那个 26 岁到 36 岁之间不停阅读的孩子组装起来的,”作家朱诺·迪亚兹告诉《童军》杂志。“那个孩子建造了我目前声称拥有的这座大厦。”

约翰·戈登在他 1999 年的论文《人类基因增强》中表达了他对我们是否会使用基因来改善我们的大脑的巨大怀疑。“要理解通过基因转移来操纵智力的艰巨任务,一个有用的方法是考虑这样一个事实:单个小脑浦肯野细胞可能拥有的突触比人类基因组中的基因总数还要多。小脑中有数千万个浦肯野细胞,而这些细胞仅参与大脑功能的一个方面:运动协调。基因组仅为大脑的形成提供蓝图;组装和智力发展的更精细细节超出了直接的基因控制范围,并且必然会受到无数随机和环境影响。”

如果历史可以作为任何指标,那么改变我们大脑的意愿是不可避免的。1999 年,乔·钱和他在普林斯顿大学的同事报告说,他们通过基因工程改造出了记忆力更好的小鼠,震惊了世界。他们通过在小鼠基因组中添加一个额外的 NR2B 基因拷贝来实现这一效果。该基因编码 NMDA 受体,该受体用于记忆形成,并且可以影响神经科学家称之为“长时程增强”的特性。媒体将超聪明的小鼠幼崽称为“杜吉小鼠”,以当时正在联播的热门电视节目《天才小医生杜吉》(Doogie Hauser MD) 命名。当时,钱说,如果它在人类身上奏效,每个人都会想使用它,因为“每个人都想变得聪明”。

丹尼尔·凯斯在几十年前的 1966 年出版的《献给阿尔吉侬的花束》一书中预见到了钱的实验。这本书通过查理·戈登撰写的进度报告展开,查理·戈登是一位 32 岁的面包店工人,智商为 70,在沃伦州立家庭和培训学校长大。查理用拼写错误的单词和不完整的句子向读者解释说,科学家告诉他,他们已经找到了一种快速提高他智力的方法。事实上,他们说,他们已经改造了一只名叫阿尔吉侬的小鼠,使其变得非常聪明。

查理的智商最终飙升至 186。随着智力发展超过情感发展,他与人际关系作斗争。他在面包店工作的同事开始怨恨他。在他与爱慕对象艾丽斯交往期间,他开始接近她,但感觉到“老查理”就在附近。他变得太过于自觉而无法接近她。她声称他只想谈论“文化变体、新布尔数学和后符号逻辑”。因此,他的性格被分为对立的两半,他努力调和自己敏锐的洞察力与滞后的情感发展。

查理决定:“智力是人类最伟大的天赋之一。但对知识的追求往往会驱逐对爱的追求。这是我最近为自己发现的另一件事。我将其作为一个假设呈现给您:没有给予和接受爱的能力的智力会导致精神和道德崩溃、神经官能症,甚至可能是精神病。”

 

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