美國生物學家克雷格文特爾制造生命的過程

世界首個“人造生命”“辛西婭”

“辛西婭”顯微圖

為單細胞生物,能自我生長繁殖,人們擔心會不會被用來合成生化武器

世界首個“人造生命”日前在美國誕生,現在人類的能力已經拓展到可以“操縱”自然界。不過這一科技突破也引來不少詬病,批評人士說人類怎能堪當“造物主”之職,而美國總統奧巴馬也下令在下周舉行聽證會,討論這一問題。

合成DNA讓細菌“起死回生”

項目的負責人J·克雷格·文特爾將“人造生命”起名為“辛西婭”(Synthia,意為“人造兒”)。他表示:“‘辛西婭’其實是一個人工合成的基因組,是第一個人工合成的細胞,也是第一種以計算機為父母的可以自我復制的生物。”

項目組其他成員表示,這僅僅是一個更宏大工程的一小步,未來他們甚至可以根據客戶需求提供“定制”的有機物。此外,未來科學家還可以制造出能夠產出石油或專以二氧化碳為食的環(huán)境友好型“人造生命”。文特爾自信地說,“人造生命”將成為非常強大有用的生物學工具。

實驗中,科研人員先將“山羊支原體”的內部挖空,再向其中注入“蕈狀支原體”的DNA(脫氧核糖核酸),最后新的支原體終于開始自我繁殖,成為世界首個“人造生命”。

雖然實驗原理聽起來很簡單,但是科研人員在15年間花費4000萬美元才得以成功,其中的難點就在于如何讓人造基因序列生成人造染色體。科學家經過多年反復的實驗,終于攻克了所有技術難題,制造出了“人造生命”。此次植入的DNA片段包含約850個基因,而人類的DNA圖譜上共有約20000個基因。

奧巴馬下令評估風險

文特爾稱在實驗開始前他已經請教過許多倫理領域的專家,并向白宮匯報過此事。然而實驗成功的消息公布后,還是招致許多人的批評,有人稱無論如何人類都不可以充當“造物主”,更沒有資格像“上帝”或諸神一樣創(chuàng)造生命;更多人則擔心此研究成果會被用來合成大量生化武器,造成恐怖威脅。

不過也有人稱贊文特爾的研究具有劃時代的意義。賓州大學的生物倫理學家亞瑟·卡普蘭說:“研究成果可以徹底平息有關生命到底需不需要特殊力量才能被創(chuàng)造和生存下來的爭論,甚至可以顛覆人類長久以來對于生命本質的看法,讓人們重新審視自身和人類在宇宙中的地位,其深遠意義堪比伽利略、哥倫布、達爾文和愛因斯坦等先賢對人類發(fā)展做出的貢獻。”

目前,奧巴馬已經敦促生物倫理委員會督察此事,“評估此研究將給醫(yī)學、環(huán)境、安全等領域帶來的任何潛在影響、利益和風險,并向聯邦政府提出行動建議,保證美國能夠在倫理道德的界限之內、以最小的風險獲得此研究成果帶來的利益”。

這是世界上第一個人造細胞。我們稱它為‘人造兒’,因為這個細胞完全來自于合成的染色體,用4瓶化學物質在一個化學合成器下制造出來的。這是地球上第一個父母是電腦、卻可以進行自我復制的物種。 ”——克雷格·文特爾

克雷格是誰?

克雷格·文特爾是一名具有爭議的生物學家,同時也是一名財產過十億的企業(yè)家。科學界一些人質疑他將基因組研究活動變成一種相互競爭的比賽。他1946年出生,曾在越南服役,在照顧傷兵時決心從醫(yī)。1992年成立了私人的基因組研究所。約3年后,成功分析出一種導致幼兒腦膜炎的生物體的基因組序列。2005年他成立了一家Synthetic公司,期望研究出能生產可替代燃料的生命形式。在2007年和2008年入選《時代》影響世界的100人。

如果實驗室出現了怪物

我們該怎么辦?

最新一期《經濟學人》封面文章認為,生物科學既能為人類造福,也能造孽。在各種科技手段迅猛進步之下,合成生物學(syntheticbiology)會變得更普及,它也會成為家庭作坊的活動內容。人們必須提高警惕,因為與電腦病毒不同的是合成生物物質的可怕自我繁衍能力。

在面對生物科學進步之時,人造生命看起來更令人驚奇。實際上,比“創(chuàng)造”一詞更貼切的字眼是“干預”。不少人質疑科學家究竟是否能掌控這門科學,有誰能保證它會被理性地應用,從實驗室中會不會演變出可怕的怪物。

由于人類染色體組項目的完成,分析生命的DNA序列速度極大地提高,分析成本迅速下降。以往需要數年并花費數百萬英鎊的工作,現在只需數天和數千英鎊便能解決問題。當今數據庫中存有包括小到細微細菌,大到參天林木的各種生物的染色體組。這意味著未來很快幾乎任何人都能定制DNA,不可避免的是,一些想法可能是邪惡的。創(chuàng)造邪惡生物帶來的問題與槍炮和炸藥不相同,一旦前者出籠便能自我快速繁衍。

截至目前,還無人了解如何能讓人類現有病原體大爆發(fā),以及讓其他動物感染并快速跨越物種傳播的辦法。但人類最終還是會找到這種辦法,現在很難了解如何避免這種威脅。然而,合成生物學界的觀察家們贊同開放這門科學,阻止邪惡者的最好辦法是讓自己一方有更多智者。若病原體能通過電腦設計出來,那么,防治的疫苗同樣也能如法炮制。

當然,這個行當要監(jiān)管,特別是需要隨時保持警惕。密切關注新疾病很有意義,即使一些疾病看起來發(fā)生得很自然,對生物制品需求監(jiān)控的努力還要增強和協調。鼓勵好想法,消除邪念,人們最終能阻止厄運發(fā)生。

【延伸閱讀】

人造生命原理圖示

1.科學家選取一種名為絲狀支原體的細菌，將它的染色體解碼。然后利用化學方法一點一點地重新排列DNA。

2.將重組的DNA碎片放入酵母液中，令其慢慢地重新聚合。

3.將人造DNA放入另外一個受體細菌中。通過生長和分離，受體細菌產生兩個細胞，一個帶有人造DNA，另外一個帶有天然DNA。

4.培養(yǎng)皿中的抗生素將帶有天然DNA的細胞殺死，只留下人造細胞不斷增生。

5.幾個小時之內，受體細菌內原有DNA的所有痕跡全部消失，人造細胞不斷繁殖。新的生命誕生了。

應用前景廣闊

盡管這種技術目前仍處于實驗階段，但研究人員相信其運用前景廣闊。

研究小組計劃，先合成出可供生命存在的最小數量的基因，然后通過向其中彌補其他基因，制造一系列新的微生物，比如可生產生物燃料的細菌、有用的藥品、可以從空氣中吸收二氧化碳和其他污染物的細菌或是制造合成疫苗所需的蛋白質。