美國生物學(xué)家克雷格文特爾制造生命的過程
世界首個(gè)“人造生命”“辛西婭”
“辛西婭”顯微圖
為單細(xì)胞生物,能自我生長繁殖,人們擔(dān)心會(huì)不會(huì)被用來合成生化武器
世界首個(gè)“人造生命”日前在美國誕生,現(xiàn)在人類的能力已經(jīng)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(píng)人士說人類怎能堪當(dāng)“造物主”之職,而美國總統(tǒng)奧巴馬也下令在下周舉行聽證會(huì),討論這一問題。
合成DNA讓細(xì)菌“起死回生”
項(xiàng)目的負(fù)責(zé)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(shí)是一個(gè)人工合成的基因組,是第一個(gè)人工合成的細(xì)胞,也是第一種以計(jì)算機(jī)為父母的可以自我復(fù)制的生物。”
項(xiàng)目組其他成員表示,這僅僅是一個(gè)更宏大工程的一小步,未來他們甚至可以根據(jù)客戶需求提供“定制”的有機(jī)物。此外,未來科學(xué)家還可以制造出能夠產(chǎn)出石油或?qū)Ｒ远趸紴槭车沫h(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(qiáng)大有用的生物學(xué)工具。
實(shí)驗(yàn)中,科研人員先將“山羊支原體”的內(nèi)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(gè)“人造生命”。
雖然實(shí)驗(yàn)原理聽起來很簡單,但是科研人員在15年間花費(fèi)4000萬美元才得以成功,其中的難點(diǎn)就在于如何讓人造基因序列生成人造染色體。科學(xué)家經(jīng)過多年反復(fù)的實(shí)驗(yàn),終于攻克了所有技術(shù)難題,制造出了“人造生命”。此次植入的DNA片段包含約850個(gè)基因,而人類的DNA圖譜上共有約20000個(gè)基因。
奧巴馬下令評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)
文特爾稱在實(shí)驗(yàn)開始前他已經(jīng)請(qǐng)教過許多倫理領(lǐng)域的專家,并向白宮匯報(bào)過此事。然而實(shí)驗(yàn)成功的消息公布后,還是招致許多人的批評(píng),有人稱無論如何人類都不可以充當(dāng)“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(dān)心此研究成果會(huì)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(shí)代的意義。賓州大學(xué)的生物倫理學(xué)家亞瑟·卡普蘭說:“研究成果可以徹底平息有關(guān)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(duì)于生命本質(zhì)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(yuǎn)意義堪比伽利略、哥倫布、達(dá)爾文和愛因斯坦等先賢對(duì)人類發(fā)展做出的貢獻(xiàn)。”
目前,奧巴馬已經(jīng)敦促生物倫理委員會(huì)督察此事,“評(píng)估此研究將給醫(yī)學(xué)、環(huán)境、安全等領(lǐng)域帶來的任何潛在影響、利益和風(fēng)險(xiǎn),并向聯(lián)邦政府提出行動(dòng)建議,保證美國能夠在倫理道德的界限之內(nèi)、以最小的風(fēng)險(xiǎn)獲得此研究成果帶來的利益”。
這是世界上第一個(gè)人造細(xì)胞。我們稱它為‘人造兒’,因?yàn)檫@個(gè)細(xì)胞完全來自于合成的染色體,用4瓶化學(xué)物質(zhì)在一個(gè)化學(xué)合成器下制造出來的。這是地球上第一個(gè)父母是電腦、卻可以進(jìn)行自我復(fù)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(xué)家,同時(shí)也是一名財(cái)產(chǎn)過十億的企業(yè)家。科學(xué)界一些人質(zhì)疑他將基因組研究活動(dòng)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(shí)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(dǎo)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(chǎn)可替代燃料的生命形式。在2007年和2008年入選《時(shí)代》影響世界的100人。
如果實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)了怪物
我們?cè)撛趺崔k?
最新一期《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》封面文章認(rèn)為,生物科學(xué)既能為人類造福,也能造孽。在各種科技手段迅猛進(jìn)步之下,合成生物學(xué)(syntheticbiology)會(huì)變得更普及,它也會(huì)成為家庭作坊的活動(dòng)內(nèi)容。人們必須提高警惕,因?yàn)榕c電腦病毒不同的是合成生物物質(zhì)的可怕自我繁衍能力。
在面對(duì)生物科學(xué)進(jìn)步之時(shí),人造生命看起來更令人驚奇。實(shí)際上,比“創(chuàng)造”一詞更貼切的字眼是“干預(yù)”。不少人質(zhì)疑科學(xué)家究竟是否能掌控這門科學(xué),有誰能保證它會(huì)被理性地應(yīng)用,從實(shí)驗(yàn)室中會(huì)不會(huì)演變出可怕的怪物。
由于人類染色體組項(xiàng)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(shù)年并花費(fèi)數(shù)百萬英鎊的工作,現(xiàn)在只需數(shù)天和數(shù)千英鎊便能解決問題。當(dāng)今數(shù)據(jù)庫中存有包括小到細(xì)微細(xì)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(xiàn)有病原體大爆發(fā),以及讓其他動(dòng)物感染并快速跨越物種傳播的辦法。但人類最終還是會(huì)找到這種辦法,現(xiàn)在很難了解如何避免這種威脅。然而,合成生物學(xué)界的觀察家們贊同開放這門科學(xué),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(shè)計(jì)出來,那么,防治的疫苗同樣也能如法炮制。
當(dāng)然,這個(gè)行當(dāng)要監(jiān)管,特別是需要隨時(shí)保持警惕。密切關(guān)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(duì)生物制品需求監(jiān)控的努力還要增強(qiáng)和協(xié)調(diào)。鼓勵(lì)好想法,消除邪念,人們最終能阻止厄運(yùn)發(fā)生。
【延伸閱讀】
人造生命原理圖示
1.科學(xué)家選取一種名為絲狀支原體的細(xì)菌，將它的染色體解碼。然后利用化學(xué)方法一點(diǎn)一點(diǎn)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(gè)受體細(xì)菌中。通過生長和分離，受體細(xì)菌產(chǎn)生兩個(gè)細(xì)胞，一個(gè)帶有人造DNA，另外一個(gè)帶有天然DNA。
4.培養(yǎng)皿中的抗生素將帶有天然DNA的細(xì)胞殺死，只留下人造細(xì)胞不斷增生。
5.幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)，受體細(xì)菌內(nèi)原有DNA的所有痕跡全部消失，人造細(xì)胞不斷繁殖。新的生命誕生了。
應(yīng)用前景廣闊
盡管這種技術(shù)目前仍處于實(shí)驗(yàn)階段，但研究人員相信其運(yùn)用前景廣闊。
研究小組計(jì)劃，先合成出可供生命存在的最小數(shù)量的基因，然后通過向其中彌補(bǔ)其他基因，制造一系列新的微生物，比如可生產(chǎn)生物燃料的細(xì)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(xì)菌或是制造合成疫苗所需的蛋白質(zhì)。
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