人造生命“辛西娅”

1、人造生命“辛西娅”    美国一个研究小组合成了一个人工基因组,并用它使一个被掏空的单细胞细菌“起死回生”。研究人员表示,这是第一个完全由人工合成的细胞,它向人造生命形式迈出了关键一步,人类的能力已经发展到可以“操纵”自然界。花费15年耗资 4000万美元美国J·克雷格·文特尔研究所的研究人员在最新一期美国科学杂志上报告说,他们人工合成了一种名为蕈状支原体的细胞的脱氧核糖核酸(DNA),并将其植入另一个内部被掏空的、名为山羊支原体的细胞体内。项目的负责人文特尔将“人造生命”起名为“辛西娅”(Synthia,意为“人工合成”)。 “这是

2、第一个人造细胞,”文特尔说,“这是地球上第一个父母是电脑,并可以进行自我复制的物种。”文特尔透露,他们经过15年反复实验,耗资4000万美元,才终于攻克了所有技术难题,制造出了“人造生命”。经过多次失败的尝试后,最终他们使植入人造DNA的细胞重新获得生命,并开始在实验室的培养皿中繁殖。文特尔告诉记者,他们用了“四瓶化学物质”为他们的“人造细胞”设计了染色体,然后把这个基因信息植入另一个修改过的细胞中,这个由合成基因组控制的细胞具有自行复制的能力。按照需求“订制”有机物文特尔表示:“辛西娅其实是一个人工合成的基因组,是第一个人工合成的细胞。”项目组其他成员表示,这仅仅是一个更宏大工程的一小步,未

3、来他们甚至可以根据客户需求提供“定制”的有机物,例如,可以制造专以二氧化碳为食的环境友好型“人造生命”,可以为炼油厂生产新的碳氢化合物清洁能源。目前文特尔已与石油巨头埃克森美孚达成协议,要创造出可以吸收大气中的二氧化碳并将其转化成能源的藻类。他认为这一创新的价值将超过1万亿美元。他的团队还有一个更加雄心勃勃的梦想:希望研发的这项技术有助于加速疫苗生产,以及制造新食材和化学物质。文特尔自信地说,“人造生命”将成为非常强大有用的生物学工具。目前,奥巴马已经敦促生物伦理委员会督察此事,“评估此研究将给医学、环境、安全等领域带来的任何潜在影响、利益和风险,并向联邦政府提出行动建议,保证美国能够在伦理道

4、德的界限之内、以最少的风险获得此研究成果带来的利益”。文特尔称:“这个新的细胞证明了一个想法,即从理论上来说,我们可以改变一个生物体的整个基因组。我们可以添加全新的功能,消除不必要的基因,并创造出一系列全新的工业化生物体全力完成我们希望它们完成的功能。”全球科学界对“人造生命”展开激辩“人造细胞”问世后,激起巨大反响。反对者指责克雷格·文特尔想扮演“上帝”,人为创造出本不存在的生物。反对合成生物学的帕特穆尼认为:这打开了一个潘多拉魔盒。这一成就也引发了可能导致一场环境灾难或被恐怖分子利用的担忧。牛津大学伦理学家朱利安认为:“创造出自然进化可能永远无法产生的生物体,这一发现将很有争议。

5、但是其潜力在于遥远的将来,具有重大的现实意义:比如说处理污染,产生新能源,新的沟通方式等。但是风险也是无与伦比的。这些技术将来可能用于生产难以想象到的最强大的生物武器。”许多科学家则积极评价这一成果。美国宾夕法尼亚大学生物伦理学家阿瑟·卡普兰在自然杂志上评论说,文特尔的成果终止了有关生命的存在是否需要特殊力量或能量的争论。“在我看来,这使它成为人类历史上最重要的科研成果。”卡普兰说,“研究成果可以彻底平息有关生命到底需不需要特殊力量才能被创造和生存下来的争论,甚至可以颠覆人类长久以来对于生命本质的看法,让人们重新审视自身和人类在宇宙中的地位,其深远意义堪比伽利略、哥伦布、达尔文和爱因

6、斯坦等先贤对人类发展做出的贡献。”美国拉特格斯大学分子生物学家理查德·埃布赖特说:“这是人与自然关系的一个转折点,历史上第一次有人创造了一个完整的带有预定特性的细胞。”但也有不少人认为文特尔夸大了“人造生命”的重要性。他们认为,有些媒体现在就欢呼“人类将扮演上帝的角色来创造生命”,显然为时过早。从严格意义上说,支原体这样的单细胞微生物虽然可以被定义为生命,不过科学杂志和其他一些较严谨的专业科学媒体,都将此次成果称作 “人造细胞”。中科院生化与细胞研究所研究员郭礼和告诉记者,最原始的单细胞生物与最复杂的生命形式人之间,有着天壤之别:前者的基因组只包含108个碱基对,而后者拥有30亿个碱

7、基对,体外合成的工作量不可同日而语;更重要的是,人类基因图谱上的2万多个基因所组成的是一个极其复杂的三维甚至四维结构,不仅涉及前后排列的顺序,还包含更多的空间信息,而单细胞生物则是简单的环状结构,做起来容易得多。科学杂志说,“辛西娅”是否会像自然存在的支原体那样生活、繁衍还是未知数。这主要是因为目前意义上的“人造生命”还未“还魂”,形体出来了,但对生命的“魂魄”,即进化、运动、反应、繁殖以及更高级的智慧等,科学家还远未参透个中玄机。为什么研究人员只能合成最小、最简单的单细胞生命,而不是像老虎、狮子、大象甚至人那样活灵活现的生物?这主要是因为,众多基本的生命过程(包括生物、化学、物理过程),如细

8、胞信号传导、干细胞分化、微尺度下DNA分子运动等,都还未弄清楚。上海社科院研究员、国家人类基因组南方研究中心伦理学部主任沈铭贤指出,人们有关“人造人”的遐想,在很大程度上也许是受了科幻电影的影响,其实沿着文特尔的技术路线,科学家若想真正扮演上帝,不那么容易。“相对来说,胚胎干细胞技术距离人造人要近得多。”无论如何,多数科学家倾向于相信合成微生物的应用潜力。郭礼和在接受文汇报记者采访时表示,从本质上讲,合成生物学技术与人们熟知的基因工程是一码事,只不过之前更多的是改造一个或两三个基因,而此次是对整个基因组的彻底再造。他强调,“尽管人造生命并非一次划时代的技术突破,却丝毫不妨碍它成为一项具有里程碑意义的工作。”(本刊综合文汇报、南方周末及腾讯网等网站消息)责编:袁海波