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如果你想在90年代点播歌曲,你必须去唱片店买一张CD或磁带什么的,然后播放那张唱片上的歌曲。但后来一切都变了,对吧?现在你有了像Apple Music和Spotify这样的音乐流媒体库,让你可以听到不仅仅是一张CD上的歌曲。松鼠出来了。
而是数千首歌曲。数十万首歌曲。数百万首歌曲。这些音乐流媒体库改变了艺术家赚钱的方式、听众收听的方式。老实说,它们已经改变了音乐本身。
但这并不是一个关于音乐流媒体库的故事。这是一个关于生物多样性等同于音乐流媒体库的故事。我们的生物多样性记者Benji Jones。所以几十年前,如果你是科学家,你想研究植物、动物或微生物之类的东西,你通常需要该事物的物理样本。
例如,研究蛇的人会前往澳大利亚或巴西等地收集蛇的样本,以便他们可以研究它们。这相当于去商店购买物理CD。但后来科学家们在基因测序方面变得非常擅长。
基因测序是指你取一种植物、动物或真菌,然后提取它的遗传信息。例如,你把一条蛇分解成构成其遗传密码的A、C、G和T的字符串。这些字母使它成为它自己的蛇。
然后,该遗传密码对于进行研究的科学家来说是一个非常有用的工具。它不像物理样本那样完全替代,但你可以从中学习很多东西。与物理样本不同的是,你实际上可以将其上传到网上,然后与很多人分享,因为它只是一堆按顺序排列的字母。人们开始创建这些遗传密码的库。
这些可搜索的数据库。因此,研究人员会周游世界各地收集海绵、蛇、鸟类和昆虫,他们会对它们的遗传密码进行测序,然后将这些信息上传到这些基因库中,以及一些较小的东西,如真菌、细菌等等。
这意味着所有这些来自世界各地生物的DNA都只是在线的,在数据库中,并且几乎任何人都可以免费访问。
这就是Benji说它像音乐流媒体库的原因,对吧?因为人们基本上可以随意搜索和下载所有这些遗传信息。正如音乐流媒体库改变了音乐的游戏规则一样,这些开放获取的基因库也正在改变科学的游戏规则。在某些方面,这种变化是朝着更好的方向发展,但在其他方面,它实际上可能会使事情变得更加复杂。
这是无法解释的。我是Bird Pinkerton。今天,Benji告诉我们这些基因库如何改变科学,以及为什么它们引发了一些令人不安且难以回答的问题。首先,为什么能够随意下载大量遗传信息如此有用?这到底为什么改变了游戏规则?
当我深入研究这些库如何改变科学时,我实际上有点不知所措,因为保护主义者正在利用它们来想出新的方法来跟踪生态系统。微生物学家正在利用它们来探索生命之树上似乎是新的分支。那里有很多东西。因此,为了真正展示这些库的帮助有多大,Benji专注于一个具体的例子。
是的,我听说这些基因库显然有助于推动COVID疫苗的研发,我想了解一下,所以我联系了一位名叫Deborah Fuller的微生物学家。我的研究主要集中在传染病的疫苗和抗病毒药物上。她看起来完全像麦当娜,这与主题无关,但我感到有必要分享这个细节。
因此,Deborah带我回到了大流行的开始,这显然是一段可怕的时期。那时,我们最终称之为COVID的疾病开始传播。当出现新的疫情爆发时,我们并不真正知道它是什么。今天,很明显COVID是一种冠状病毒。但在开始时,科学家需要弄清楚诸如以下问题:这东西是流感吗?它是一种冠状病毒吗?还是完全不同的东西?
这是Deb告诉我基因库可以派上大用场的第一个地方。这是因为它让研究人员可以轻松访问大量冠状病毒和流感病毒的所有遗传信息,因此他们基本上可以将这种新的病原体与数据库中的其他病原体进行比较,看看它最像什么,然后发现……哦,它是一种冠状病毒。
一旦科学家弄清楚是什么样的病毒席卷全球,他们就可以尝试研制针对该病毒的疫苗。因此,您可能还记得COVID疫苗的研发速度非常快。有很多原因,但基因库在这里发挥了作用。在Moderna为疫苗申请的专利中,他们表示,他们利用了近200种不同呼吸道病毒的遗传信息来开发他们的最终产品。
而当许多呼吸道病毒已经被上传到易于搜索的数据库中时,你就可以做到这一点。在疫苗研制成功后,基因库帮助对病毒进行了长期跟踪。
病毒以非常快的速度进化。同样,这些数据库至关重要,因为它们可以帮助科学家追踪病毒的确切变化方式。哦,这是一个新的变种。让我们更新针对奥密克戎的疫苗。回去接种加强针。哦,这是一个新的变种。我们需要研制另一种更新的疫苗。
除了某种个体COVID疫苗之外,这些基因库还被用于更雄心勃勃的疫苗项目。这些项目旨在开发针对冠状病毒以及流感的通用疫苗。因此,他们基本上进入这些数据库。他们分析了大量不同类型的流感病毒的例子,以了解所有这些序列的共同点。
例如,当你去除所有突变和变异时,是什么使这种病毒成为病毒?我们能否训练我们的身体识别这种病毒的不仅仅是一个非常具体的版本,例如COVID中的奥密克戎变种或德尔塔变种,而是它的每一个版本,以便只接种一种疫苗就能防止你感染任何属于COVID或流感范围内的病毒?
这就是拥有大量不同病毒的例子,只需点击几下就能获得的强大之处。这真是令人难以置信。它改变了我们能够知道什么以及我们能够多快地进行科学研究。再说一次,这不仅仅是病毒,对吧?世界各地的研究人员都在利用这些基因库,进行比较,研究DNA和RNA,并开发有望帮助人们的事物。例如药物、抗癌治疗、啤酒酿造、化妆品、更好的作物和牲畜。我们实际上可以在这些库中识别诸如抗旱性之类的性状,并利用它来培育更耐旱的作物。各种基础研究和具有实际应用的研究都出现了爆炸式增长。因此,这些序列实际上是每个人日常生活中的一部分。
研究人员估计,目前使用的至少三分之二的抗癌药物都源于天然生物。这是一个巨大的数字,它与生物多样性领域中相当普遍的观点相符,即癌症的治疗方法可能隐藏在亚马逊雨林中。这是因为像亚马逊这样的地方拥有令人难以置信的生物多样性,而我们几乎没有对其进行研究。
我不知道,也许那里的一些植物以我们可以学习的方式进行自我防御,或者某种微生物分泌出我们可以用来寻找治疗方法的物质。所有这些都非常非常令人兴奋。但有一个问题。我会在休息后告诉你更多关于这个问题的信息。
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诉讼中有很多事情,但归根结底是其中一位女性Sydney Gifford说,另一位女性Alyssa Scheel一直在模仿她。在今天的《今日解释》中即将播出。所以在休息之前,我们一直在讨论这些基因库如何帮助研究人员做出真正令人难以置信的发现。
基本上,它们是图书馆,但也是装满了潜在科学宝石的宝箱。虽然这听起来很棒……
这里确实存在一些问题。是的,好的。所以,如果你仔细想想,这些库里的东西越多,它们就越好,对吧?你拥有的蛇、鸟、病毒、蘑菇、霉菌以及其他任何可以从中获得的东西的例子越多,你越有可能拥有能够帮助你做出某种发现的生物。这些库受益于丰富的生物多样性,即序列,对吧?
问题是一些国家的生物多样性比其他国家多。有些国家拥有更丰富的生态系统,例如雨林,它们拥有更多样化的生命形式。不幸的是,这些国家的财富并不总是像它们的生物多样性那样丰富。所以有一些富裕的国家拥有丰富的生物多样性。这很好。但也有一些国家拥有丰富的生物多样性……
但没有那么多大型公司从事制药研究。这意味着这些国家不一定能从这个基因宝库中获得那么多好处,对吧?他们不会从外国科学家提取的各种宝石中获得那么多好处。
所以,如果我们坚持我之前给你的亚马逊的例子,那么有一种情况是,解锁神奇药物的DNA来自亚马逊,但实际上居住在亚马逊某些地区的人们却无法从这种药物中获利,甚至无法轻松获得这种药物。这不是一个新问题。事实上,在你广泛使用大型数字DNA数据库之前……人们已经在与所谓的生物海盗行为作斗争。生物海盗行为。
所以,这基本上是指,来自世界较富裕地区(通常在北美、欧洲)的公司或科学家前往较贫穷的国家(通常在全球南方,即赤道以下、中非、南美洲),
采集野生动物、植物的样本,然后将其制成商业产品,通常会为这些产品申请专利,然后从中赚取大量金钱,而不与这些遗传资源(如最初所说的)所来自的社区分享这些好处,即金钱、获得这些药物的机会。
在过去的一个世纪左右的时间里,有许多这样的例子。例如库拉雷。这是一组从亚马逊地区的植物中提取的毒素。这些毒素会导致瘫痪。亚马逊的土著居民会煮这些植物。它会将毒素释放到液体中,然后他们会使用这种液体来武装毒镖。
最终,一些美国公司意识到这些毒素在医学和外科手术中可能有用,例如,它们可以引起暂时的局部瘫痪。因此,一家公司因此开发了一种肌肉松弛剂,这意味着他们进入并从这种土著知识中获益。这就是为什么这样的事情被称为生物海盗行为。是人们进来盗窃想法、知识或资源。
这实际上是一个众所周知的问题,以至于在20世纪90年代和2010年代,联合国实际上试图解决这个问题。他们制定了一个系统,如果一个国家的科研人员想从另一个国家获取一些生物多样性,
他们应该至少在理论上找到一种方法来分享他们的研究成果。因此,如果您是一家想要从南非或哥伦比亚提取植物的公司,您可能必须与该国的政府签订一项协议,该协议规定您必须给予一些回报。这可能是您开发的任何产品的利润分成,也可能是
如果您开发的是药物,则可以访问您开发的任何产品。或者它可能是帮助生物多样性来源国的民众建立实验室,以便他们可以进行自己的研究。但这里的关键是
各国被允许基本上规范对其自身资源的获取。Benji告诉我,即使在所有这些基因库出现之前,这个系统就已经存在缺陷。他找不到很多关于这种利益分享在现实世界中实际发生的很好的例子。但是现在,有了基因库,这个系统就有了更根本的问题,对吧?因为它假设了一个这样的世界……
如果有人想从亚马逊微生物中获取DNA,他们可能必须去亚马逊获取这种微生物或让一些微生物寄给他们。现在我们也有了这个数字选项,你可以在这些数据库中拥有所有这些DNA。因此,你可以直接在你的电脑上输入一些东西,然后收集所有这些令人难以置信的生物多样性数据,例如地球上生命的资料,而无需离开家,无需越过边界或海关检查站。
这真的让整个利益分享系统陷入困境。即使你想为从这些库中使用的每一个基因序列做出某种利益分享安排,
Benji说这可能很难做到。这不仅仅是考虑有多少序列进入某物。它还在考虑每个序列的值或作用是什么。因此,当您试图根据序列的来源公平地分享利益时,就像我们之前谈到的那样,使用物理样本,它会很快变得非常复杂。
这意味着我们仍然面临着这个难题,对吧?一方面,我们不想重蹈富裕国家进入并盗窃其他国家知识和资源的历史。我们希望使这种情况更加公平。但另一方面,这些遗传信息库,这些非常有用的工具可以帮助我们很多,它们使试图使一切变得更公平的过程变得相当复杂。那么我们该怎么办呢?是的,所以……
这是一个问题,许多非常聪明的人在过去几年里一直在试图回答。我想,在10月份,联合国举行了一次大型会议,试图就如何处理这些基因库达成协议。这件事叫做……
COP 16。这是联合国下属的一次大型生物多样性会议。它基本上就像巴黎协定,但针对的是自然,如果这意味着什么的话。如果它没有任何意义。你可以把它想象成来自世界各国的国家代表聚集在一个地方,讨论大型生物多样性和环境问题。
所以Benji最终去了哥伦比亚报道这次会议。我想说,所有这些政府领导人试图敲定的议程上最重要的项目是,我们该如何处理这些巨大的DNA数据库?这次会议持续了几天。所以Benji四处走动与人们交谈,他听到科学家们说他们不想失去对这些库的访问权限,因为这会影响他们的研究。
他还与来自发展中国家的代表进行了交谈,这些国家是使这些库如此丰富的生物多样性的家园。他们正在争取诸如以下方面的事情:我们希望在这些数据库中拥有更多的问责制。我们希望确保清楚地知道谁在使用基因序列信息,以及我们如何从这种使用中受益。但是诸如谁应该受益或如何执行这些问题……
这是世界各国代表在这次会议上正在谈判的问题。在最后一天,当各国最终确定了他们在这次会议下的所有决定时,他们在公开场所举行了会议。好的,我们已经做了很多,但今天是决定性时刻。因此,哥伦比亚环境部长苏珊娜·穆罕默德(Susana Muhammad),也是本次COP活动的负责人,正坐在这个大房间里,房间里坐满了来自不同国家的代表。
但即使在已经进行的所有谈判之后,仍然存在许多未解决的问题。来自不同国家的人们会表达各种异议。
他们会讨价还价,讨论条款和句子,讨论持续了几个小时。谢谢,主席女士。
各方在行动方面取得了很大进展。我不能说这个词。现在太晚了。人们变得非常昏昏沉沉。他们没有睡觉。行动。操作。最后,在通宵工作后,凌晨很早的时候,他们似乎达成了妥协。我没有看到任何一方要求发言,所以它被通过了。谢谢。
我的意思是,你实际上可以听到她欣慰地咯咯笑。每个人似乎都很高兴,而且大多只是在此刻感到如释重负。那么他们同意了什么?协议是什么?该协议基本上说,如果您是一家使用基因序列的大型公司,即使用DNA和RNA序列,那么您应该向一个基金缴款。
在这个模式下,依赖于这种数字遗传信息的大型公司,他们不会每次下载一些微生物的DNA时都支付一美元,对吧?他们不必查找这个DNA来自哪里,然后直接向该国支付费用。相反,他们会将其利润或收入的一小部分支付给这个大型基金。
之所以这是一个最终协议,是因为它更简单。它不需要花费那么多时间、计划和精力来创建一个系统来追踪市场上的个别产品到数据库中的实际序列。所以。
这笔钱进入基金。然后,这个基金将用于保护世界各国的生物多样性,尤其是在拥有大量生物多样性的较贫穷国家。想想中非、南美洲部分地区、东南亚。此外,这些使用这些序列的公司贡献的大部分资金将用于土著社区。
基本上,经过大量辩论,这些国家就如何使这些基因库变得公平的问题达成的答案是,让大公司支付一些钱,然后将这笔钱返还给许多生物多样性的管理者——不同的国家和社区。这是一个完美的答案吗?不。像……
首先,这是非常新的。许多公司仍在处理这看起来像什么,他们将如何参与,他们是否会参与。美国不是这项新协议所依据的联合国公约的成员。因此,美国并没有以正式的方式参与其中任何事情。这很重要,因为美国有一些大型制药、化妆品和农业公司。
这项协议也根本没有法律约束力。这更像是一种善意希望,希望公司会遵守。
然后最后,一些国家的倡导者告诉我,他们仍然对事情的最终结果存在一些问题。他们将此描述为生物海盗行为的另一个版本,因为有了这种宽泛的制度,公司自愿缴款,它并没有充分确保各国能够控制其主权资源,控制来自其动植物的序列。
尽管如此,Benji确实看到了这项协议可能带来真正好处的潜力。我们仍然没有解决这些世界多样性库提出的所有问题,但我认为这也承认了自然价值的重要性。例如,几十年来,几个世纪以来,我们一直在依赖植物、动物、微生物及其DNA。
它们使我们的生活更美好。因此,我们有药物,我们有更好的食物可以应对气候变化。许多好处都来自自然,而这个基金承认这些好处,然后试图将一些钱返还给保护它们。我认为,目前,用于保护的资金,用于保护森林、保护动植物的大部分资金都来自公共政府支出。
当你查看保护工作需要做的事情时,存在巨大的资金缺口。保护资金至少存在7000亿美元的缺口。各国政府将不得不投入更多资金,但环境领导人普遍认为,企业部门、私营部门也需要为此支付一部分费用。
你如何让企业部门做些什么?这是一种方法。所以我认为这在思考如何将更多资金投入环境、环境运动方面是一个转折点。这最终对自然来说是一个巨大的胜利。那是Benji Jones,Vox的生物多样性记者。
如果你想阅读更多关于数字序列、基因库及其周围辩论的信息,我强烈推荐他在我们网站上的文章。我们将在成绩单中链接它。
本期节目由我Bird Pinkerton制作。它由负责节目的Meredith Hodnot编辑。Noam Hassenfeld是我们的主持人,他为本期节目创作了音乐。Patrick Boyd和Christian Ayala负责混音和声音设计。Anouk Dussault检查了我们的传真。Mandy Nguyen的事实是有些鸟可以模仿汽车警报器和相机快门。还要感谢Paige Vega对本期节目的帮助。我们总是……
总是感谢Brian Resnick共同创办了这个节目。我非常喜欢制作这个节目。我很高兴能与人们谈论科学。如果你想和我们谈论科学,请写信。写下你对本期节目的想法,或者写下我们能够或应该做的节目的想法。写下你关心的科学。我们的邮箱是[email protected]。
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