microRNA精確攻擊基因武器呼之欲出　　

易 里　　

南京大學生命科學學院和江蘇MicRNA生物學與生物技術工程研究中心等單位的研究人員發現，植物的微小核糖核酸（microRNA）可以通過日常食物攝取的方式進入人體血液和組織器官。并且，一旦進入體內，它們將通過調控人體內靶基因表達的方式影響人體的生理功能，進而發揮生物學作用。 　　

這一發現不僅豐富了人類對RNA的認識，同時，也使具有精確攻擊能力的基因武器研究進入結構設計和工程實施階段。　　

一、microRNA基因武器的攻擊原理　　

微小核糖核酸（microRNA）是一類長約19至24個核苷酸的非編碼小分子RNA，它通過與靶基因的信使RNA（mRNA）結合的方式抑制相應的蛋白質翻譯。這一分子生物學過程就是微小核糖核酸可以作為基因武器的理論依據和攻擊原理。　　

為了讓不具備分子生物學基礎知識的人也能更好地理解這種攻擊原理，在這里我們有必要簡單普及一下關于DNA、RNA和蛋白質的基本知識。　　

核酸是一個多聚體。它的基本組成單元是核苷酸。核苷酸由一個核糖（五碳糖）、一個（環狀含氮）堿基和一個磷酸根組成。多個基本單元聚合起來就是核糖核酸，簡稱核酸。　　

核酸有兩種，一種是脫氧核糖核酸（DNA），一種是核糖核酸（RNA）。二者的區別是：DNA中的五碳糖少一個氧原子，叫脫氧核糖，RNA中的五碳糖沒有失去氧原子，就叫核糖；DNA中的堿基有A、T、G、C四種，而RNA中的堿基是A、U、G、C四種，二者僅有T和U的不同；DNA是雙鏈的（雙螺旋結構），RNA通常以單鏈形式存在。　　

DNA是很長的雙鏈大分子。它的一級結構就象一個很長很長的“梯子”：梯子兩邊的長“木棒”（鏈）由脫氧核糖和磷酸根交替連接而成。梯子的橫檔則由兩種堿基對接而成。堿基對接受“賈格夫定則”規定：即A只能跟T對接（組成橫檔），G只能跟C對接（組成橫檔）。這樣，DNA就成了如圖所示的模樣。跟DNA相比，RNA則只有半邊梯子，另外還有核糖和堿基U的差別。 　　

所謂基因，實際上就是DNA的一個片斷。長度一般為800到1500個堿基對（梯子的橫檔）。我們已經知道，DNA總共只有四種不同的堿基差異，那么，四種堿基如何能承載生物界和生物體內巨量的遺傳信息呢？這就涉及到DNA的遺傳信息貯藏問題。　　

前人研究發現，DNA以一條單鏈上的三個連續堿基（如AAG）決定一種氨基酸（如賴氨酸）的方式貯存遺傳信息。為此，我們把三個連續堿基作為一個密碼子，稱為“三連體密碼”。四種堿基任意排列，就有64種不同的組合（密碼子）。然而，自然界組成蛋白質的氨基酸只有20種，64種密碼子又是如何與20種氨基酸對應的呢？前人的研究表明，64種密碼子中，有些密碼子可以對應同一種氨基酸（同義密碼子），還有UAA、UAG、UGA三種密碼子沒有氨基酸與之對應，而僅僅只是一種轉錄終止信號。這樣，20種氨基酸與64種密碼子就各歸其位了（如表所示）。

雖然橫檔上的堿基對接受到賈格夫定則的嚴格規定，但從整個生物界來說，DNA梯子縱向的堿基排列順序是不受限制的，再加上三個連續堿基決定一種氨基酸，這樣， DNA中盡管只有四種堿基，但仍然足以承載生物界的巨量遺傳信息。　　

那么基因又是如何發揮作用的呢？最早的理論認為“一個基因決定一種酶”。所謂酶，就是具有催化功能的蛋白質。因此，基因最終是通過酶（蛋白質）起作用的。然而，基因又是如何轉化成酶（蛋白質）的？　　

由基因到蛋白質的過程，首先需要進行遺傳信息的“轉錄”。所謂轉錄，就是把DNA的一條單鏈上有意義的密碼子信息“轉抄”下來，存貯在mRNA上，這個mRNA就叫信使RNA或模板RNA，實際上相當于蛋白質合成時的施工圖紙（如圖）。轉錄完成后，再由另外一種tRNA按照mRNA上所示的三聯體密碼順序依次搬運相應的氨基酸在核糖體上組裝連接成蛋白質。這個過程叫做“翻譯”。由基因轉錄到翻譯合成蛋白質的整個過程就是所謂的基因表達。不同基因由于所含密碼子不同，因而，它們表達產生的蛋白質的氨基酸組成種類、數目和排列順序也不相同，因而蛋白質的功能也不相同。 　　

某些基因表達的蛋白質成為組蛋白，某些基因表達的蛋白質只起調節作用，另外一些基因表達的蛋白質經過修飾成為酶而催化生物化學反應，還有一些基因僅僅完成轉錄過程，不進行蛋白質翻譯。這就是基因作用的本質。　　

我們已經知道，mRNA是單鏈的，如果細胞中同時存在一段與mRNA堿基排列順序相反的一段單鏈的RNA（反義RNA），那么，這段反義RNA就會按照堿基對接原則（這里是A與U對接）與mRNA相互吸引而成為雙鏈RNA。這種變化，形象地說，相當于原來正常的mRNA被另外一段反義RNA“抱住”了，“抱住”的后果就是再也無法進行“翻譯”而完成蛋白質的合成，從而會造成后續一系列生化生理過程受阻。因此，RNA對靶基因的攻擊正是以“抱住”的方式進行的。　　

當然，要讓某種RNA能夠完成對靶基因的攻擊任務，還必須要求這種RNA能夠順利地侵入靶基因所在的組織細胞。南京大學的研究表明，植物中的微小核糖核酸可能通過食物攝取的方式進入人體。這就告訴我們，把微小核糖核酸作為基因武器，不存“發射”問題。研制微小核糖核酸基因武器沒有理論和技術障礙。　　

二、基因武器設計　　

1．基因武器設計的前提條件　　

戰爭往往是國家、民族之間的殺伐。戰爭的一方要用基因武器消滅對方保存自己，其基因武器的設計就必須針對對方人群的特征基因，否則會造成同歸于盡的可怕后果。因此，充分了解對方的特征基因序列是基因武器設計的必要前提。　　

人類基因組測序早已完成，2001年公布了人類基因組圖譜及初步分析結果。人類基因組學、蛋白質組學和基因功能等方面研究的相繼深入展開，為有心制造基因武器和準備發動基因武器戰爭的國家“偵查”其他種族的特征基因提供了有利條件。估計，不同民族的特征基因或許正在秘密尋找和比對研究之中。目標人群的特征基因一旦確定，具有精確攻擊能力的基因武器研究就可立即展開。　　

2．彈頭設計　　

所謂彈頭，就是針對靶標基因的特定DNA序列。這個序列要求能夠在食品生物體中轉錄出一段可以有效“抱住”目標人群的特定mRNA的微小核糖核酸。彈頭DNA的設計包括轉錄序列（轉錄出微小RNA），也包括啟動子在內的其他基因結構部件。由于微小核糖核酸只需要十幾到二十幾個核苷酸，因此，不僅轉錄序列設計簡單，而且，人工合成也很容易。　　

就整個“彈體”而言，啟動子的選擇設計也十分關鍵，它不僅決定轉錄序列能否有效轉錄，而且還與戰術要求有關——如彈頭基因的轉錄表達的時間、轉錄表達部位以及轉錄表達的強度。　　

3．發射工具的選擇　　

這里所說的發射工具不是指“轉移基因”所需要的質粒或病毒，而是物指承載這種彈頭的某種生物，具體說來，就是農作物、蔬菜、水果等可食生物。究竟應該選擇何種生物作“子彈”發射的工具，是由實施基因武器戰爭的目的和戰略戰術決定的。　　

4．基因戰爭的目的和戰略戰術　　

基因戰爭的目的有兩種：一是肉體消滅。為了從肉體上消滅對方，可根據目標人群的飲食習慣選擇不同的作物或動物。二是商業目的。為了獲取商業利益，設計的基因武器只能使對方“發病”，同時還必須針對“病因”設計相應的“解藥”。“解藥”的設計就是設計出針對微小核糖核酸“彈頭”的反義微小核糖核酸，如果“致病”基因武器以一種農作物為“發射”工具時，“解藥”則可用另外一種作物作為“發射”工具，也可直接制成反義微小核糖核酸口服藥劑。　　

如果要達到肉體消滅對方的目的，基因武器設計應該遵循既不立即致人死亡，又不容易被對方檢測發現的原則，否則達不到消滅對方的目的。　　

不立即致人死亡有兩種方式。一是作為彈頭的微小核糖核酸的轉錄量要恰到好處。目的是讓進入人體的微小核糖核酸只適當控制人體靶基因的表達量而又不讓其完全沉默。二是靶基因遭到攻擊后表面上并不明顯致病，而只是造成諸如性腺發育不良、性細胞成熟受阻等慢性、隱性生理功能障礙，從而達到讓目標人群緩慢死亡或喪失生殖功能的目的。　　

另外，要讓自己的基因武器不被對方檢測發現，除了要遵循不立即致人死亡的原則以外，使用的啟動子要盡可能采用作物本身具有的啟動子。　　

三、基因武器戰爭的特點　　

與傳統戰爭相比，基因武器戰爭是一種全新的戰爭形態，它具有如下幾個特點：　　

一是隱蔽性強。基因武器戰爭沒有戰場、沒有硝煙，沒有兩軍對壘，更不需要雷達和預警機。特別是隨著轉基因技術的不斷成熟，轉基因所用載體和基因轉移方法日趨豐富多樣，鑒定一種生物是不是轉基因生物會變得越來越困難。戰爭被謊言包裝成美麗的神話，“子彈”在食品中悄悄“炸響”，因而具有極強的隱蔽性；　　

二是威力巨大。原子彈的威力固然大得嚇人，廣闊的國士仍然有可能讓一些人僥幸逃生，而隱藏在日常食品中的無形武器則根本不可讓你幻想在戰爭之后留下活口，因為明槍易躲，“暗箭”難防；　　

三是預防和阻止困難。至少在現階段，預防和阻止基因武器戰爭是十分困難的，因為將轉基因技術用于戰爭的罪惡企圖不僅有可能在“提高糧食產量、保障糧食安全”的“高科技手段”的神圣外衣保護下安全萌生，而且基因武器戰爭亦會在經濟全球化的貿易規則和資本的聯合推動下得以迅速順利的實施。　　

總之，人類扮演上帝的時代已經到來，科學正在顯露出猙獰的面貌。時間終將證明，對人類自身而言，轉基因技術決不是福音，而是災難。從這個意義上說，轉基因食品或許正是人類為自己準備的“最后的晚餐”。

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