教科書碎了，生命科學大爆炸才剛開始...

相信不少學過高中生物的網友都有疑惑，為什么網上會出現兩種截然相反的結論，一種是高中生物的A和a，另一種是基因突變啊，頻率啊甚至還有表觀之類的，雖然聽不懂但是很厲害的樣子。其重要原因之一就是教科書滯后的緣故（ps:絕大多數A/a都是站不住腳的…）

今天的我們開口閉口基因，各種基因檢測都已經走進了尋常百姓家，不少疾病，醫生都會說做個基因檢測去，各種公司很多概念炒的不亦樂乎，什么智商基因，美白基因之類的…

這些其實都源于十多年前的一次生物革命。

01，生命科學大爆發

我來簡短的講一下這個過程，相比于物理化學，我們對生物的認識一直都很慢。

大概在1940年左右，我們才徹底搞明白人類的遺傳物質是核酸。而它的結構，是在10年后的1953年，由沃森和克里克搞出來。就是這個眾所周知的雙螺旋，很多機構都用它來作logo，包括中關村。

學過高中生物的都知道DNA是ATGC組成的，ATGC的不同組合代表不同的信息，今天還有人用這個做儲存和DNA運算。直到20年后，1973年，Sanger發明了雙脫氧終止法，我們才可以了解DNA上ATGC的排布順序。

Sanger是個牛人，拿了兩次諾獎，而且還是貨真價實的兩次化學獎，分別是蛋白質結構（胰島素）和DNA測序。

Sanger測序的原理不多說，我們知道ATGC的排列是代表了信息，那么人類的這個列有多長呢？大概30億bp，我們要測序就是從頭數過去。

02，人類基因組計劃

1985年，美國科學家率先提出了人類基因組計劃(human genome project, HGP)，這個計劃和曼哈頓工程、阿波羅登月計劃并列為20世紀三大工程，科學家的想法就是把這30億的人類基因組給數完，看看我們的基因組到底是啥情況。

這個計劃1990年正式啟動，最初是美國、英國、法國、德國和日本五個世界頂尖國家參與，1999年，也就是這個計劃完成的倒數第三年，中國人加入了，領了百分之一的任務。

當時的參與者是中科院基因組所的楊煥明，他測了一段序列，據說是他本人的，命名為炎黃一號。

當然這次計劃的副產品就是今天大名鼎鼎的華大基因公司。華大基因在基因領域的地位，大概相當于阿里巴巴集團在電商領域的地位。

HGP一共花費了30億美元，在2001年完成了人類基因組測序。而10多年后的今天這個工作只需要不到1000美元，價格不足十萬分之一。

why？難道是各國科學家共同完成的人類基因組計劃？？？No！

03，科學狂人

這是一個人逆天完成的，這個人就是打了無數生物學家臉的生命科學巔峰人物J.Craig Venter。

當六國科學家哼哧哼哧的去從克隆測基因數序列的時候，科學狂人Venter提出了想法，我們能不能把基因直接打碎了，然后單獨測，最后拼接呢？也就是所謂的鳥槍法/霰彈法（shotgun）

他的說法被很多人嘲笑，也不被主流科學家認可。但是Venter是個天不怕地不怕的人，這家伙覺得既然主流科學家不認可他，那么他就自己單干，于是他組建了個公司，用自己的辦法去做。

結果呢，六國科學家耗費10多年花了30億美元做的事情，venter一個公司花了兩三年時間搞定了。結果大家一下子傻眼了，這個時候Venter出了，為了全人類的利益，雜志社決定把Venter的文章壓住，然后等六國科學家的文章寫出來在一起發表（這個屬于路邊社消息，大家自己斟酌）

六國科學家12月7號投稿，比venter晚兩天，接收時間早十天，發表時間比venter早一天，好巧妙。（請留意日期，其中Science是venter發的）

Nature ：

Received 7 December 2000;

Accepted 9 January 2001;

Published 15 February 2001;

Science:

Received 5 December 2000;

Accepted 19 January 2001；

Published 16 February 2001;）

而且Science比nature引用少了三分之一（文圖不相關哈，較真者請繞行）…

牛逼不，就像張無忌挑戰六大門派一樣，彪炳千古。venter的這一成果的巨大意義在于開辟了二代測序。

從此，大家基本不采用六國科學家的辦法，而采用venter的辦法進行測序，也帶來了基因組的巨大爆發，但是這梁子結下了。

04，合成生命

當然venter這個人不僅牛在一個人pk六國科學家的豐功偉績。他還是最接近上帝的一個人——合成生命！文特爾生于1946年10月14日，生物科學界著名的破壞分子，不被主流認可的一個人。但他卻是人類史上首位合成生命的人，人類史上最接近上帝的人。

他在實驗室中利用化學物質制造了一整個基因組，然后將這個合成基因組植入到一個空細胞中。接下來，這個細胞根據植入的基因指令開始自我復制和修正。

這是一個地球上從未出現過的生命，可以說是創世了。（當然你也可以認為是個組裝的生命）

順便，venter大器晚成，可以當大家的榜樣哈。45歲還在做博士后，然后突然間，腦洞大開，2000年第一場雪后，一個月搞定一篇nature genetic，一個人搞定六國科學家的事情，7年拿到美國的院士。他會不會是穿越了呢？

現在生物領域的問題之一是：日益增加的生物大數據和落后的分析處理數據能力之間的矛盾！

05，補充閱讀

1，關于venter

這就是全世界最牛的個人基因組測序結果，沒有之一 | 科學人 | 果殼網 科技有意思J. Craig Venter: 天下英豪數第一

2，關于測序

a）為了講故事，所以會忽略很多大牛，比如Francis Collins。

b）比如人類很早已完成了細胞色素c的序列分析等等

c）三代測序目前最大的問題之一是組裝錯誤，所以如何優化算法是亟待解決的。

d）特別說明：就像知友指出的，shotgun主要是一種策略，但是這種策略要比最初的克隆測序辦法快很多，而二代測序還有測序技術本身上的突破，比如illumina的邊合成邊測序。另外，shotgun并非完美，對于復雜序列，還是要用老辦法。

3，為什么A和a這種分析大部分是錯的呢？

如果你對基因有所了解，你一定知道，一個基因往往長度是幾萬幾十萬，而A和a其實說穿了一般是某個SNP，它根本無法反應那幾十萬個堿基的狀態，互作，要知道人類突變的分布很多，大概每8個堿基就有1個突變（ExAC）。

更別提對于絕大多數性狀，即使是最粗淺的遺傳學，還是最簡單的孟德爾遺傳，對于基因表達，就有外顯度，多效性，表現度和非遺傳因素這四大影響因子。

所以單獨用A和a，只是一種極其省略、近似的理解，略懂即可，真要用A和a解讀，十有八九會錯。

必須指出：本文的寫作多少有些戲言，六國科學家的努力并不是白費的，他們的數據非常有意義，正是因為有六國科學家的基礎數據和Venter的互相印證，才讓我們可以放心的使用shotgun，否則的話，萬一拼錯了都不知道。

除了上述發現，還有個新內容，大家知道遺傳是先天的對吧？現在科學家發現了后天遺傳，就是那種很像拉馬克的理論（像，但不是哈）。