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人造生命,路还很远Comments>>

发表于 2010-06-06 12:53 | Tags 标签:, , ,

作者/拟南芥 &  桔子

其实这篇文章是松鼠会资讯频道一则新闻的扩展。

5月20日,著名分子生物学家文特尔(Craig Venter)的团队在《科学》上发表了他的实验室在合成基因组方面的最新结果,这个成果很快被媒体解读为“人造生命”。

文特尔的实验室首先合成了蕈状支原体(Mycoplasma mycoides)的基因组。蕈状支原体是一种很小的原核生物,但是它的基因组也包含了超过100万个碱基对。随后,研究人员成功地把合成的蕈状支原体基因组移植到另外一类细菌山羊支原体中(Mycoplasma capricolum),并让新的基因组取代了宿主细胞原有的基因组。新的细胞包含了蕈状支原体的基因以及山羊支原体的细胞膜和细胞质。在新细胞分裂以后,山羊支原体的特征消失了,细胞只能合成蕈状支原体的蛋白质。

这项研究可以分为两个部分,一是合成基因组,二是把合成的基因组转入异种细胞,并让其完全取代细胞中原有的基因。

公众或许更加熟悉 “基因组测序”,如今,科学家已经通过这个方法陆续绘制了人类以及很多其他物种的基因组图谱。合成基因组和基因组测序正好相反,就是将已知序列的DNA片段用人工的方法合成出来。2002年,纽约州立大学石溪分校的生物学家成功地合成了脊髓灰质炎病毒的基因组。脊髓灰质炎病毒只含有约7500个碱基对,细菌的基因组就要大多了。这次凡特合成的基因组大概是脊髓灰质炎病毒的130倍。这次文特尔实验室采取的策略是,先合成与脊髓灰质炎病毒基因组大小相仿的DNA片段,然后利用酵母细胞把小DNA片段分步组装,直到装出整个基因组。

相比合成基因这个步骤,让新基因组取代宿主细胞的原基因组难度更大。这不仅意味着要把新基因组装入宿主细胞,还要让细胞自己的基因组消失。通过酵母组装的基因组转到山羊支原体内会遇到什么难处呢?山羊支原体属于“原核细胞”,而酵母则属于另一种类“真核细胞”。天然情况下,原核细胞有一种自我保护机制,它们给自己的DNA穿上一件衣服。外来的敌人,比如病毒的DNA没有这件外衣,因此一旦进入原核细胞很快就会被发现,然后被细胞消灭。问题在于,科学家通过酵母组装的新基因组没有穿上原核细胞能够识别的外衣,一旦进入寄主细胞内,就会被降解消灭。所以科学家在将新合成的DNA分离出来以后,给它们人工穿上衣服,并用遗传学的方法去除宿主细胞对DNA的识别保护机制,它的原基因组就会被新基因组设法分解消灭掉。

为了检测新合成的基因组被成功地转入宿主细胞,科学家还在其中设计了4个“水印”作为标记,其中一个水印包括了全部作者的姓名。

或许你会问,疯狂科学家们为什么要干预自然生命呢?其实,科学家们做这样的工作有着很现实的目的。首先,这一技术促进了生物学研究,通过改变合成的基因组,可以研究基因对应的生物功能。其次,科学家可以更方便地构建新的遗传环路,提供了从头合成基因的可能。在工业上,合成生物有多种应用,包括更快地生产病毒疫苗,以及将■CO2转变为石油等等。

在一些媒体的宣传中,这项研究被称为“人工创造了新的生命”。这种说法并不准确。研究人员仅仅是合成了细菌的基因组,而细菌中所有的其它部分都是天然的。而且,合成基因组也是照着天然存在的基因组做出来的。当然,科学家会在未来对合成的基因组进行修饰,这样就能获得一些具有新的性状的细胞,如同育种家们培养出了优良性状的作物一样。但是希望通过这种技术创造出全新形式的生命并不现实,制造出诸如弗兰肯斯坦般的怪物更是天方夜谭。

文特尔和他的合作者的研究虽然轰动,却并不突兀。这项研究以无数前人的工作为基础,并且还有很多问题留待解决。比如,如何通过改变基因组获得能够被预测的性状?这不仅需要技术上的突破,还需要对生命的基本规律有更深的了解。科学家们还有很长的路要走。

文字编辑:拇姬

删改版已发表于:新京报《新知周刊》

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31 Responses to “人造生命,路还很远”

  1. 拟南芥说道:

    自沙是心理变态的表现。

  2. Albert_JIAO说道:

    火速抢沙发

  3. 匿名说道:

    拟南芥 发表于 2010-06-06 12:53

    我穿越了吗。。。在现在本机时间显示的是11点55分。。。

  4. 半死不活的猫说道:

    发现有时差 ...

  5. 周庄梦蝶说道:

    “科学家会在未来对合成的基因组进行修饰”
    有谁对DNA中磷酸骨架的硫化修饰的了解多点的?

  6. 拼音佳佳说道:

    做个假设:有人用铅笔在纸上写下一串字符,它含有4个字母:A,T,C,G.最终,这串字符变成了可以自我复制的"生物".这是以前从未有过的.明年的诺贝尔医学与化学奖非他莫属了.有本事就做出个比他那个更大的细胞吧,风凉话谁都会说.

  7. 伊藤博文说道:

    南帝每回都自沙……

    嘁~

  8. Isabel说道:

    这和高中时学的赫尔希和蔡斯的用噬菌体侵染细菌有什么区别呢...

  9. Metaverse说道:

    这个,其实也就跟用人工方法重写一遍自然存在的代码一样。。。

  10. 星期五13说道:

    如何干掉原基因组的!?

  11. isougou说道:

    人造生命,那只是传说···

  12. laoma说道:

    那张图上的英文写的都是天书啊

  13. 拼图者说道:

    公说公有理,婆说婆有理。不过至少我感觉到了人们开始在生命领域拓荒了。如果将来一个孩子用他的电脑可以随意的把基因片段组合成一个新生物的时候,那是更加精彩了呢,还是更加可怕了呢。

  14. 巴布亚说道:

    基因和性状之间的算法远远没有解决好 人造生命只是噱头罢了

  15. 定邦说道:

    "让新基因组取代宿主细胞的原基因" 跟第九区里面一样 哈哈

  16. 飞利浦说道:

    这几天一直在等待大鼠们来解读文特尔组的突破。其实,我觉得媒体很少有意识到这个试验的意义。
    其实,该试验与「基因工程」和「转基因产品」没有直接的关系。文特尔这么说:「Our interest in synthesis of large DNA molecules and chromosomes grew out of our efforts over the past 15 years to build a minimal cell that contains only essential genes.」(我们这15年来致力于创造一种只含有必不可少的基因组的简化细胞,因此开始探索合成DNA长片和染色体的技术。)
    他们的这个大项目并不是以什么转基因产品为目标,而是追求纯正的知识:什么是生活的最小单元?就像原子是物质的最小单元,他们想了解什么是生活的底线。是基础科学,非应用科学。
    已经有科学家提出,DNA的合成过程很费劲,转基因技术简单多了,所以这个技术并不是为了创造新产品,而是追求知识。这点我觉得我们应该赞成,也不要太快的从「合成生命」联想到「科学怪物」或者转基因的具体应用法。

    • 灰袍智者说道:

      有道理,不过为了申请经费,肯定会这么宣传。至于合成能形成预测性状的新基因就太遥远了,现在好多性状是什么基因,怎么形成的都不知道。。。。

  17. overcash说道:

    真正的人造生命是从无机物合成有生命,自组织的有机物,那个太难了,想成为上帝还差得远,感觉那个试验花费15年主要的原因在于搞清楚基因片的表达是什么,就像读懂一个有100多万行的软件一样,但是软件只要先搞清楚了框架就很好下手,基因是自组织的,框架还真是无从下手.只好一个个的去试验...没有什么理论可以作为指导,即使有一天人能够生成基因片,生成后就一定能保证那个合成物一定会活吗?

  18. Catch说道:

    革命尚未成功,前面的路还很遥远

  19. yhg说道:

    人造生命为科研工作者门的一个理想,理想最大的价值不在于被实现而是在于为人指引方向的,使人不会迷茫.这是人造生命的价值所在.至于远不远难不难的其实没那么重要,这更不是什么噱头

  20. whatiseasylife说道:

    新闻一出来我就觉得太假了,我还以为是所有都是自己做的呢,原来只是相当于大规模的基因改造,而且是单细胞的,不过还是有很大的成就的,恭喜他们哈!

  21. near说道:

    人造生命真的不可能实现吗?既然已经能做到人工合成基因组了,其他的会更复杂?

  22. //§麟\~方@/说道:

    前途还很遥远,同志仍需努力

  23. t5说道:

    ewewew

  24. 兔子说道:

    感觉就像自己造手机,不会造,先山寨了一个芯片,然后再买个手机,把里面芯片拆了,自己的芯片装上去。一开机,亮了。

  25. 兔子说道:

    感觉就像自己造手机,不会造,先山寨了一个芯片,然后再买个手机,把里面芯片拆了,自己的芯片装上去。一开机,亮了。