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人造生命:迈入基因2.0时代?

2010.6.02

  5月21日出版的《科学》杂志宣布了世界首例“人造生命”——完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生,并将它命名为“辛西娅(Synthia,合成体)。”这项具有里程碑意义的实验表明,新的生命体可以在实验室里“被创造”,而不是一定要通过“进化”来完成。

  一直被称为科学狂人的美国人约翰•克雷格•文特尔(Craig Venter)和他的实验室如今在科学界名声大噪。自从上周五《科学》杂志宣布其“人造生命”的科学成果以来,整个世界就像浓硫酸浇上水一样瞬间炸沸起来。生物科学界开始描绘未来人造生命的美妙蓝图,生命伦理学家为这一举动争论不休,梵蒂冈教廷跳出来指责文特尔想做“上帝”的愚妄,奥巴马亦立即出动白宫势力评估科学风险……

  早在1828年德国化学家维勒已人工合成了生物体有机物——尿素,开启了合成生物学的序幕。自从1953年詹姆斯•沃森与弗朗西斯•克里克发现了 DNA双螺旋结构开始,合成生物学飞速前进。后来人类基因组草图的完成,又为人类认识基因组结构和功能提供了至关重要的信息。如今文特尔的发现仿佛炼金术中的贤者之石一般,最终为人工生物合成打开了一扇巨大的真理之门。

  对此,麻省理工学院人工智能实验室汤姆•奈特(Tom Knight)教授说:“合成生物学现在的目标是有意识地设计、模仿、建造、调试和测试人造有机体。基因密码已有36亿年的历史,现在到了重写之时。”

  你好!我叫辛西娅

  “这是第一个人造细胞。也是地球上第一个父母是电脑,却可以进行自我复制的物种。”领导研究的文特尔向媒体宣布这个奋斗了15年、花费了4000万美元的科技项目实验成功。

  文特尔是一名颇具争议的美国生物学家,同时也是一名财产过10亿美元的企业家。科学界一直有人质疑他将基因组研究活动变成一种相互竞争的比赛。 1946年出生的他,曾在越南服役,在照顾伤兵时决心从医。1992年成立了私人基因组研究所。约3年后,他成功分析出一种导致幼儿脑膜炎的生物体的基因组序列。2005年文特尔成立了Synthetic公司,期望研究出能生产可替代燃料的生命形式,并在2007年和2008年入选《时代》影响世界的 100人。

  从几年前开始,文特尔与公司就开始着手一项空前的技术壮举,他们在实验室链接起100万碱基对,并成功创建了一个完整的基因组。其神奇之处不仅在于此,还在于他们如有神助般地让细胞接受了DNA。

  辛西娅的诞生固然需要复杂到匪夷所思的技术支持,但是在文特尔的表述下,整个过程出人意料的简单易懂。(1)科学家选取一种名为丝状支原体 (Mycoplasma mycoides)的细菌,将它的染色体解码,然后重新排列DNA。(2)将重组的DNA碎片放入酵母液中,令其慢慢聚合。(3)将人造DNA放入另外一个受体细菌中。通过生长和分离,受体细菌产生两个细胞,一个带有人造DNA,另外一个带有天然DNA。(4)培养皿中的抗生素将带有天然DNA的细胞杀死,只留下人造细胞不断增生。(5)几个小时之内,受体细菌内原有DNA的所有痕迹全部消失,人造细胞不断繁殖。新的生命诞生了。

  文特尔称,尽管人类“创造”生命的实验只是开始,但研究解放了思想禁锢,印证了假设,“带领我们跨越边界,进入一个新世界”。

  然而,对于人类的这项成就,并不是每个人都欣喜若狂。消息公布之后,马上有研究者对该“合成细胞”的有效性提出质疑。因为整个过程只是对现有生命体的修改,而非全新意义上的创造。“事实上,我不认为这是‘人造生命’,因为这不是从无到有的过程,只能算是改造生命,”北京生命伦理学专家邱仁中教授说, “但是这个事件给整个生命科学界带来的无限可能和重大意义是毋庸置疑的。”今年8月在昆明举行的生命伦理学专业委员会第4届年会上,邱教授将组织业内专家集中讨论“人造生命”的课题。

  “如此一来,我们在街上看到走失的细菌时就可以把它们送回实验室啦!”英国《卫报》的专栏作家查理•布鲁克(Charlie Brooker)认为这是世界上“最自命不凡的细菌”。他甚至将文特尔的实验所需谑称为“四瓶两机一堆菌”,因为文特尔实验室公布的信息中,只提到了一台计算机、一台DNA合成仪、一些细菌以及四瓶化学试剂。

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