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人造生命,一步之遥?Comments>>

发表于 2008-05-18 08:10 | Tags 标签:, , , , ,

    1932年,赫胥黎在《美丽的新世界》一书中,曾描绘科学家在实验室以人工方式制造婴儿,制造一些专门从事特定劳动的“人”。而今,这或许不再仅是存留在小说中的幻想。英国《观察家报》4月20日报道,全球生物学家将齐聚伦敦,制订初步计划,以促进人造生物这一二十一世纪最大胆、最富争议、最具科学性设想的研究。

人造生命“三步曲”

    提到人造生命,首当其冲要数美国人类基因组研究带头人、人类基因组研究先锋、塞莱拉公司前总裁克雷格·文特尔。目前,文特尔的研究团队在人造生命领域走在最前。他们已经宣告,成功地合成了首个人造染色体,实现了活有机体的“整基因组移植”,更大胆地预告,不久就可合成人造生命。

人造生物作为合成生物学中最具野心的分支,其基本设想便是通过剥离生物体细胞的各个部分,使其只剩下基本的遗传构成,随后把他们重新组合,进而创造出新的生命体。其最终目标是利用人工合成的遗传物质,在实验室里制造一种在自然界中并不存在的新物种。

2008年初,文特尔将研究结果发表在《科学》杂志,并宣称他们已人工成功制造了一种支原体的基因组,完成人造生物的最关键一步,人造生命形态很快就要诞生。他们研究的这种支原体拥有485个基因、58万对碱基,是已知的基因组最小、最简单的生命形态。

合成人造染色体是人造生命的第一步。染色体是遗传信息的载体,文特尔合成人造染色体是以一种名为“生殖枝原体”的细菌作为研究对象的。这种细菌寄生在人体内却不引发疾病,它只有一条染色体,简单到不能再简单。染色体中包含517个基因,也是已知的基因组最小的生物。

文特尔等人在1999年时就曾发现,如果将一些多余基因去除,对生殖枝原体细菌生存真正起关键作用的基因大概只有300个。成功地合成含有细菌生存所需最少基因数目的染色体后,他们又把天然生殖枝原体细胞内的遗传物质全部去除,然后将人造染色体注入到去除了遗传物质的中空生殖枝原体细胞内。

第二步,整基因组移植。文特尔的研究团队把两种相近的单细胞支原体作为实验对象。首先从一种支原体内提取整个基因组,再植入另一种易让山羊感染肺炎的支原体亚种中。

结果有一些支原体亚种发生显著变化:新植入的基因组开始取代原基因组运作,并且使这一支原体亚种的运作功能与原支原体功能完全吻合。“这就相当于通过装入一个新的软件,就把一台苹果电脑转变成了普通电脑,”文特尔介绍说。

简单地说,这一步就是在现有单细胞生命体的‘壳’里注入新的基因组,从而“仿造”出一个生命体。这项创造类似“借壳生蛋”。虽然科学家近年来已经多次成功实施将单个基因或者基因群从一个生物个体移植到另一个体,但文特尔的实验首次对一个有机体的整个基因组实施了一次性地“打包”移植。

设想中的第三步,就应该是把完全人造的基因组植入“空壳”中,创造出一种自然界本不存在的生命形式。文特尔曾在2007年接受采访时称,这一步指日可待。

“量身定制”人造生命

    与人们常听说的转基因技术相比,人造生命有着根本的不同。比如,在转基因领域,科学家在某种天然存在的细菌或植物中植入新基因、或者使其中的某个基因变异或“沉默”,改变生命的性状。相比之下,人造生命领域,使用的是完全人工合成的遗传物质,借细胞等为壳,创造出一种自然界压根没有的新生命形式。

对人造生命持积极态度的科学家们包括文特尔等人都认为,人造生命将“大有作为”。待到技术成熟的那一天,实验室就可根据人们提出的不同需求,“量身定制”细菌等人造生命,用以完成各种各样的任务。例如,用人造生命制造药物和燃料,把这些特殊设计出来的人造生命植入体内,用作生物传感器。“未来,世界的能源需求、污染治理、某些废物的处理等等,都可以由实验室中制造出来的人造细菌来处理,”文特尔5月1日在美国堪萨斯大学的一场演讲中这样大胆地放言。

伦敦帝国学院的基特尼更展望说,“它(人造生命)把我们带到了一个新的工业革命的开端,在那里,新的燃料、药物、传感器等等都将由生物材料制成。”

伦理之虞

    人造生命领域的先锋人物们日前在伦敦召开的名为“设计生命”的会议,探讨如何促进合成生物学的发展,当然,更重要的是讨论如何控制风险和伦理问题。

科学界把人造生命界定到一个新的学科——合成生物学。“这是21世纪最为大胆、最有争议、也最具科学性的领域,”英国《观察家报》如此评价。

但假如成事不足,这些具有不可知潜力的新奇生命也可能“败事有余”。有科研人员就担心,现在合成DNA(脱氧核糖核酸)已经实现,比如人们能从互联网上购买合成DNA片段。这从另一方面看,实际上也为未来的新型“生物恐怖主义”提供了原材料,恐怖分子能利用合成DNA片段蓄意制造出一些致命病原体,例如脊髓灰质炎(即小儿麻痹症)、天花等病毒。将来,通过这样的方式还能够制造一些全新的、但却是高度危险的微生物来。生化危机,可能就从科幻电影真的降临到现实世界了。

随着合成生物学不断取得新的进展,人们对于它背后隐藏的安全和伦理问题表示了“极度关切”,且不说恐怖分子蓄意制造“生物恐怖”,单说科学家们在实验室里炮制所谓的新型微生物时,也很可能某些环节出错,造出一些意想不到的“怪胎”来。

目前,针对合成生物学,还没有任何的国际公约或监管机制,来评估合成生物体的安全性。据悉英国皇家学会已经开始就合成生物技术向公众征集意见,考虑出台相关的监管条例。

人造人?

    假如文特尔们在合成生命的道路上继续前进,最终会到人造人的地步吗?未来世界的父母们难道可以向科学家口述具体想要合成出一个什么样的小baby?金发碧眼?音乐天才?超级聪明?

简单回答——这种情况几乎不可能发生。且不说伦理问题,单从技术角度讲,目前的人造生命还仅仅局限于最最初级的生命阶段:只有一条染色体的细菌,只有一个细胞的支原体……文特尔本人也分析得很清楚,人造生命造的是微生物,而不是人,至少在可预见的未来是这样。

不谈人造人,即便是目前流行的“设计婴儿”理念,从理论分析和技术实现来看,也还只是“海市蜃楼”。举例来说,一对忙于事业的年轻夫妇,想生一个运动天才出来。这就需要某些特定的与运动能力相关的基因。目前医学研究已知的运动基因中,有一种名为ACTN3。研究发现,95%的赛跑选手都携带ACTN3基因的某个变异版本,能合成一种蛋白质,使肌肉更能帮助选手有速度爆发力。但问题是,这个基因只是可能与运动能力相关的数以百计基因中的一个,而实际上,对于其他的大多数的基因,科学家们还没鉴别出来。所以,即便试管授精的婴儿被植入了这个“跑得快”基因,也并不能保证将来它就是个运动健将,更不用寄希望于奥运金牌了。

简言之,改变一个基因,可不是像在word文档中改一个字符那么简单。

注:已刊发于近期《环球》,与另一作者合著

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4 Responses to “人造生命,一步之遥?”

  1. sky说道:

    请问,能转帖吗?

  2. Thomas说道:

    winter 不是坐邮轮去搞海洋细菌了吗?最近怎么又搞人造生命了?这个人真牛

  3. 董浩说道:

    有点可怕