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“用生命創造生命”一個名叫辛西婭的人造細胞

來源:生物谷作者:人氣:-發表時間:2016-03-28 08:15:00【
早在1932年的《美麗新世界》里,赫胥黎就描述了有一天人類將在實驗室內以人工方式制造嬰兒,他在一張圖紙上標明了如何“造人”的步驟。從宇宙大爆炸以來,地球上的生命都是自發演變的,以至于1996年克隆羊“多利”因為基因復制而引起軒然大波。然而,在今年3月24日出版的美國著名學術期刊《科學》上,美國科學家宣布,世界首例完全由人造基因控制的“人造生命”已經誕生,這個被命名為“辛西婭”(Synthia,意為人造兒)的生命宣布了人類向人造生命形式又邁出了關鍵一步。這個并未被廣泛報道的實驗,能給未來的人類世界帶來巨大的改變嗎?
生存、犯錯、倒下、戰勝
培育出人造兒的是美國克雷格·文特爾(Craig Venter)研究所的一個研究團隊。在實驗中,他們通過合成一種稱為“絲狀支原體絲狀亞種”(mycoplasma mycoides)的微生物的脫氧核糖核酸(DNA),將其注入內部已被挖空的提取自山羊的“山羊支原體”,經過成千上萬次嘗試后,新的支原體出現了生命跡象,并開始在培養皿中生長、繁殖,產生一代又一代的人造生命。項目負責人文特爾表示:“辛西婭其實是一個人工合成的基因組,是第一個人工合成的細胞,也是第一種以計算機為父母的可以自我復制的生物。”
整個過程看起來似乎有些平淡無奇,無非就是提取整組基因,人工改造后建立新的染色體,植入已經被剔除了遺傳密碼的細胞之中,并控制這個細胞直至形成新的生命形式。但這一研究經歷了15年時間,花費了4000萬美元(相當于2.7億元人民幣),植入的DNA片段則包含約850個基因。為了證明這是“人造產物”,研究人員在合成基因上留下了“水印”,上面有46名科學家和研究員的名字、研究所的網址以及愛爾蘭作家喬伊斯的名句“生存、犯錯、倒下、戰勝,用生命創造生命”。
雖然項目組成員表示,這只不過是一個更宏大工程的一小步,但這一步已然意義非凡。實驗結果印證了百年來人類對于生命形式的假設,使人類的能力拓展到可以操縱自然世界。文特爾也不無自豪地說這是“帶領我們跨越邊界,進入一個新世界”。
達摩克利斯之劍
但關于人造兒的影響剛剛開始,不僅是《科學》等專業學術期刊,連《紐約時報》、《新聞周刊》等非專業媒體也給予了高度關注,學界更爆發了激烈的爭論。
支持者大多看到了利用人造生命可以在不遠的未來解決很多目前人類難以克服的問題。文特爾認為“人造生命”將成為非常強大的生物學工具,合成細胞的科技將會大派用場。通過人造生命技術,人類將來可制造有特殊功能的生物,甚至可以“定制生命”用于醫藥或環保等領域,比如制造新藥物和疫苗或者處理泄漏的原油、從空氣中吸收二氧化碳和其他污染物等等。加拿大有一個旨在推動生物工程的“粉紅軍合作組織”甚至建議給予這項研究諾貝爾獎。
反對的聲音更是一浪高過一浪,主要集中于倫理和生化安全領域——即使文特爾在實驗開始前就已經進行倫理方面的前期準備,并請教過許多倫理領域的專家,甚至和白宮打過報告,實驗結果還是引發空前的批評。宗教界人士批判文特爾充當了“造物主”,創造出自然界原本不存在的生命。而所謂的“定制生命”一說,更是顛覆了大多數人的道德底線:人造生命和進化而來的生命在本質上有什么區別?二者是不是平等?
還有學者看得更遠,想到了人造人,對于人造人的權利產生了疑問。另一部分學者則擔心,這些本不屬于自然界的生命或是這一技術萬一從實驗室泄漏出去,就可能釋放大量有害基因,將會引發生物基因變化,產生無法控制的自然災難,甚至人類自己都難以對付這些“致命的生物”。而倘若落入恐怖分子手中,則有可能被用來研制病毒或制造生物武器。有知情者爆料,文特爾得到埃克森—美孚6億美元的資助,故事情節變得好像好萊塢電影里“科學家和企業家的瘋狂組合”。
就連奧巴馬也坐不住了,在結果公布的當天,他致信負責生物倫理問題研究的一個總統委員會的主席、賓夕法尼亞大學校長埃米·古特曼,敦促生物倫理委員會督察此事,評估研究將給醫學、環境、安全等領域帶來的任何潛在影響、利益和風險。
從人造細胞到人造生命
不僅僅是這一次,幾乎每一次有關生命領域的新進展,比如轉基因、干細胞、克隆技術等等都會引發科學界和社會學界的激烈爭論。關于新技術引發的倫理、道德和安全之爭從未止息。而這次“人造生命”概念的提出,對大多數科學家而言不過是又一個上述過程的進階版。
嚴格意義來說,文特爾的研究并不是完全地“創造”生命。他采用的由4種DNA堿基在體外合成的基因組以及基因組將被植入的“山羊支原體”,無論是這些原材料還是合適的細胞環境,都不是憑空創造的。正如波士頓大學生物醫學專家詹姆斯·柯林斯說的,“這只是一個帶有人造基因組的生物體”,而非人造生物體。著名遺傳學家P.M.巴爾加瓦也直截了當地表示:“文特爾的團隊從一個細胞中提取出DNA,然后用大量其他物質取而代之,這充其量只能算是多位點基因工程。”《科學》以及一些專業科技媒體也都把“辛西婭”稱為“人造細胞”,而非“人造生命”,離“人造生命”還很遙遠。更何況,現今的技術如此“原始”——15年的合成時間恐怖分子怕是看不上眼吧。此外,這些“人造生命”需要在實驗室很苛刻的環境內才能生存,根本不必擔心它們跑出實驗室會造成環境問題。文特爾說,他會故意把新生物“弄殘”,令它們不能在實驗室以外存活。對于恐怖分子,現在還是炭疽病菌更加現實,也更容易得到。
話雖如此,這個前“人造生命”所引發的爭論說明它勢必是未來科技的發展趨勢。《經濟學人》評論認為合成生物學(syntheticbiology)將會在各種科技手段迅猛進步之下變得更加普及。將來的某一天,定制DNA可能變得非常容易,或許家庭作坊就能完成,而其中將包含的各種目的不乏邪惡,因而如何掌控這門技術將變成最為關鍵的一點。至少現在看來,人造生命已經攜帶了不可預知的危險性和自我復制繁衍能力,而人類無法確切地知道這一先進技術可能帶來的后果。
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此文關鍵字:人造細胞