
美國生物學家克雷格(gé)文特(tè)爾製造生命(mìng)的(de)過程

世界首個“人造生命”“辛西婭”

“辛西婭”顯微圖
為(wéi)單細胞生物,能自我生長(zhǎng)繁殖,人們擔(dān)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(měi)國誕生(shēng),現在人類的能力已經拓(tuò)展到可以“操縱”自然(rán)界。不過這一科(kē)技突破(pò)也引來不少詬病(bìng),批評人士說人類怎能堪(kān)當“造物主”之職,而美國總統奧(ào)巴馬也下令在下(xià)周舉行聽證會,討論這一問題。
合(hé)成DNA讓細菌(jun1)“起死回生”
項(xiàng)目(mù)的負責人J·克雷格·文特爾將“人造生(shēng)命”起名為“辛西婭(yà)”(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(hé)成的細胞,也是第一種以計算機為父母的可以自我複製的生物。”
項(xiàng)目組(zǔ)其他成員表示,這僅僅是一個更宏大工程的一小步,未(wèi)來他們甚至可以根據(jù)客戶需(xū)求提供“定製”的(de)有機物(wù)。此外(wài),未來科學家還可(kě)以製造出能夠產出石油或專以二氧化碳為(wéi)食的環境友好型“人造生命”。文特爾自信地說,“人造生命”將成為非常強大有用(yòng)的生物學工(gōng)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(zhù)入(rù)“蕈狀支原體”的DNA(脫氧核糖核酸),最後(hòu)新的支(zhī)原體(tǐ)終於開始自我繁殖,成為世界首個“人造生命”。
雖然實驗原理聽起來很(hěn)簡單,但是科研人員在15年間花費4000萬美元才得以成功,其中的難點就在於如何讓人造基因序列(liè)生成人造染色體。科學家經過多年反複的(de)實驗,終於攻克了所有(yǒu)技術難(nán)題,製造出了“人造生命”。此次植入的DNA片(piàn)段包含(hán)約850個基因,而人類的DNA圖譜上(shàng)共有約20000個基因。
奧(ào)巴馬下令評估風(fēng)險
文特爾稱在(zài)實驗開始前他已經(jīng)請教過許多倫理(lǐ)領域的專家,並向白宮匯報過此(cǐ)事(shì)。然而實驗成功的(de)消息公布後,還是招致許多人的批評(píng),有(yǒu)人稱無論如何人類都不可以(yǐ)充當“造物(wù)主(zhǔ)”,更沒有(yǒu)資格像“上帝”或諸神一樣創造生命;更多人則擔(dān)心此研(yán)究成(chéng)果會被用來合成大量生化(huà)武器(qì),造成恐(kǒng)怖威脅。
不過也有人稱讚文特爾(ěr)的研究具有劃時代的意義。賓州大(dà)學的生(shēng)物倫理學家亞瑟·卡普蘭說:“研究成果(guǒ)可(kě)以徹底平息有關生命到底需不需要特殊力量才能被(bèi)創造和生存下來的爭論,甚至可以顛覆人類長久以來對於生(shēng)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(ài)因斯坦等先賢對人(rén)類發展做出的貢獻。”
目前,奧巴馬已經敦(dūn)促生物倫理委員會督察此事,“評估此研究將給(gěi)醫學、環境(jìng)、安(ān)全等領域帶來的任何潛在影響(xiǎng)、利益和風險,並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(fēng)險獲得此研究成果帶來的利(lì)益”。
這是世界上第一個人造細胞。我們稱(chēng)它(tā)為‘人造兒(ér)’,因為這個細胞完全來自於合成的染色(sè)體,用4瓶化學物質在一(yī)個化學合成器下製造出(chū)來的。這是地(dì)球上第一個父(fù)母(mǔ)是電腦、卻可以進行自我複製的物種。 ”——克雷格·文特爾
克雷格是誰?
克(kè)雷格·文特爾是一名具有爭議的(de)生物(wù)學家,同時也是一名財產過(guò)十(shí)億的企業家。科學界一些人質疑他將基因組研究活動變成(chéng)一種相互競爭的比賽。他(tā)1946年出生,曾在越南服役,在照顧傷兵時決(jué)心從(cóng)醫。1992年成立了私人的基因組研究所。約3年後,成功分析出一種導致幼兒腦膜炎(yán)的生(shēng)物體的(de)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(xiǎng)世界的100人。
如果(guǒ)實驗室出現了怪物
我們該怎麽辦?
最新一期《經濟(jì)學(xué)人》封麵文章認為,生物科學既(jì)能為人類造福,也能(néng)造孽。在各種科技手段迅猛進步之下,合成生物學(syntheticbiology)會變得(dé)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(wù)質的(de)可怕自我(wǒ)繁衍能力。
在麵對生物(wù)科(kē)學(xué)進步之時,人造(zào)生命看起來更令人驚奇。實際上,比“創造”一詞更貼(tiē)切的字眼是“幹預”。不少人(rén)質疑科(kē)學(xué)家究竟是否能掌控這門科學,有(yǒu)誰能保證它會被理性地應(yīng)用,從實驗室中會不會演變出可怕的怪物。
由於人(rén)類染色體組項目的(de)完成,分析生命的DNA序列速度極大地(dì)提高(gāo),分析成本迅速下降。以往需要數年並花費數百萬英鎊的工(gōng)作,現在隻需數天和數(shù)千英鎊便能解決問(wèn)題。當今數據庫中存有包括小(xiǎo)到細微細菌,大到參天林木的各種生物的染色(sè)體(tǐ)組。這意味著未來很快幾(jǐ)乎任何人都能定製(zhì)DNA,不可避免的是,一些(xiē)想法可能是邪惡的。創造邪惡生物帶來的問題與槍炮和炸藥不相同,一旦(dàn)前者出籠(lóng)便能自(zì)我快速繁衍。
截至目前,還無人了解如何能讓人類現有病原(yuán)體大爆發,以及讓其他動物感染並快速(sù)跨越物種傳播的辦法。但人類最終還是會找到這(zhè)種辦(bàn)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讚同(tóng)開(kāi)放這門科學,阻止邪惡者的最好辦法是讓(ràng)自己一方有更多智者。若病原體能(néng)通過電腦設計出(chū)來,那麽,防治(zhì)的疫苗同樣(yàng)也能如法炮製。
當然,這個行當要監管,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(jí)病看起來發生得很自然,對生物製品需(xū)求監控的努力還要增強和協(xié)調。鼓勵好想法,消除(chú)邪念,人們(men)最終能阻止厄運發生。
【延伸閱讀】
人造生命原理圖示(shì)
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。然後利用化學方(fāng)法一點一點地重新(xīn)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(rù)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(yī)個帶有天然DNA。
4.培養皿(mǐn)中的抗(kàng)生素(sù)將帶有天然DNA的細胞(bāo)殺死,隻留下人造細(xì)胞不斷(duàn)增生。
5.幾個小時之內,受體細(xì)菌內原有DNA的所有(yǒu)痕跡全部消失,人(rén)造細胞不(bú)斷繁殖。新的生命誕生了。
應用前景廣闊(kuò)
盡管這種技術目前仍處(chù)於實驗階段,但研究人員相(xiàng)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,然後通過向其(qí)中彌補其他基因,製造一係(xì)列新的微生物,比如可生產生物燃料(liào)的細菌、有用的藥品、可以從空氣中吸(xī)收二氧化碳和其他汙(wū)染物(wù)的細菌或是製造合(hé)成疫苗所需的蛋白質。
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