文/felix 朱靜遠(yuǎn) 吳妮 http://www.nbweekly.com/Print/Article/10432_0.shtml

下一站，造物主“人造生命”誕生記

文/felix 朱靜遠(yuǎn) 吳妮 http://www.nbweekly.com/Print/Article/10432_0.shtml

花費(fèi)15年時(shí)間，生物學(xué)界的“壞小子”克雷格·文特創(chuàng)造出了世界第一個(gè)“人造生命”—“辛西婭”。它的DNA中獨(dú)特的代碼甚至可以拼出一句話：“去活著，去犯錯(cuò)，去跌倒，去勝利，去從生命中創(chuàng)造新生命?！?/p>

15年來(lái)，克雷格·文特博士一直追逐著一個(gè)夢(mèng)想：從零開(kāi)始構(gòu)建出一個(gè)基因組，然后用它創(chuàng)造合成生命。現(xiàn)在，他和Craig Venter研究所（JCVI）的成員們終于讓夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)，一個(gè)地球上從未出現(xiàn)過(guò)的微小物種被他們從實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造出來(lái)。

文特博士的研究團(tuán)隊(duì)在最新一期的《科學(xué)快訊》上發(fā)表了他們的研究論文，詳細(xì)介紹了怎么制造出一條細(xì)菌染色體，然后把這條染色體移植到一個(gè)細(xì)菌體內(nèi)以取代它原有的DNA。在這個(gè)合成基因組的驅(qū)動(dòng)下，新的微生物細(xì)胞開(kāi)始自我復(fù)制，并制造出一種全新的蛋白質(zhì)。這一實(shí)驗(yàn)成果意味著—新的生命體有可能不需要通過(guò)進(jìn)化來(lái)完成，而可以在實(shí)驗(yàn)室里創(chuàng)造。

科學(xué)雜志《人造生命》主編、哲學(xué)教授馬克·貝道表示，“這是生物學(xué)和生物科技?xì)v史上的決定性時(shí)刻?！奔s翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物學(xué)家杰夫·博伊科也認(rèn)為它代表了合成基因組學(xué)這一新領(lǐng)域的重要技術(shù)里程碑。

文特給這個(gè)人造生命體取名“辛西婭”(Synthia)—取自英文“合成”(Synthetic)的意思。“辛西婭”和自然細(xì)菌體內(nèi)的基因組幾乎完全一致，然而它造價(jià)不菲，前后耗資將近四千萬(wàn)美元，花了20名研究人員超過(guò)10年的時(shí)間。文特自信地說(shuō)，“人造生命”將成為非常強(qiáng)大的生物學(xué)工具。項(xiàng)目組其他成員甚至表示，這僅僅是一個(gè)更宏大工程的一小步，未來(lái)他們可以根據(jù)客戶需求提供“定制”的有機(jī)物。

“人造生命”的想法源于文特和另外兩位JCVI成員負(fù)責(zé)的一個(gè)項(xiàng)目：確定微生物所必需的最少基因?qū)?，在此基礎(chǔ)上，增加能夠促使一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)變成可供人類利用的化合物的基因。

1995年，研究小組完成了生殖支原體（一種簡(jiǎn)單的原核細(xì)胞）染色體的60萬(wàn)個(gè)堿基的基因排序。這種微生物含有500種左右的基因，研究人員發(fā)現(xiàn)，刪掉其中的100種基因并不會(huì)帶來(lái)任何不良影響。

2007年，文特和他的團(tuán)隊(duì)又實(shí)現(xiàn)了把自然染色體從一個(gè)微生物移植到另外一個(gè)微生物體內(nèi)。2008年，他們又成功制造出一條人造染色體。這條染色體和生殖支原體染色體相稱，但同時(shí)又包含“水印”DNA序列，以便于兩者之間的區(qū)分。

不過(guò)，對(duì)這兩個(gè)步驟的組合卻陷入僵局。生殖支原體生長(zhǎng)過(guò)于緩慢，一個(gè)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)就可能耗費(fèi)好幾個(gè)星期。研究小組中途決定更換微生物，對(duì)含有100萬(wàn)個(gè)堿基但生長(zhǎng)迅速的絲狀支原體重新進(jìn)行基因排序，并開(kāi)始制造其染色體的合成復(fù)制品。

為了打造合成染色體，研究人員購(gòu)買了1000多個(gè)DNA序列。組合好的“人造”DNA序列中有四個(gè)序列含有獨(dú)特的堿基串，這些堿基代碼可以拼出一個(gè)電子郵件地址、參與到這個(gè)項(xiàng)目中的人的名字以及一些名言警句，其中一句正是：“去活著，去犯錯(cuò)，去跌倒，去勝利，去從生命中創(chuàng)造新生命?！?/p>

2009年，文特和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能夠分離出絲狀支原體的染色體，并修改它的基因組，然后把它移植到山羊支原體中。他們下一步要做的就是，證明這種細(xì)菌DNA的合成復(fù)制品也可以達(dá)到一樣的效果。

在經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)月移植試驗(yàn)失敗后，有一天研究人員在實(shí)驗(yàn)室的一塊培養(yǎng)板上發(fā)現(xiàn)了一群快速生長(zhǎng)的藍(lán)色細(xì)菌菌落。藍(lán)色表明實(shí)驗(yàn)所用的細(xì)胞使用了新的基因組。收到消息的文特博士立刻帶著攝像機(jī)趕到實(shí)驗(yàn)室，拍下了這塊培養(yǎng)板。

他們從這個(gè)菌落中提取了DNA進(jìn)行排序，確認(rèn)了這種細(xì)菌含有的是合成基因組。文特說(shuō)，“我們很明顯地將一種細(xì)胞分子改造成了另一種類?！彼堰@個(gè)細(xì)胞稱為“地球上第一個(gè)電腦制造的具備自我復(fù)制能力的物種”。

不過(guò)，也有不少科學(xué)家質(zhì)疑文特只是“借雞生蛋”似地改造了原有的細(xì)胞分子，而非創(chuàng)造了新的物種。比如，分子生物學(xué)家安東尼·福斯特就承認(rèn)這是個(gè)非常令人驚異的成就，但他同時(shí)強(qiáng)調(diào)，這個(gè)項(xiàng)目并沒(méi)有創(chuàng)造一個(gè)真正的合成生命形式，因?yàn)榛蚪M是被植入到一個(gè)現(xiàn)存的細(xì)胞分子中的。

克雷格·文特：生物學(xué)界的“壞小子”

克雷格·文特被很多人稱為生物學(xué)界的“壞小子”，他的雄心大志不僅是創(chuàng)造出新的生物，而且要利潤(rùn)豐厚。

上高中時(shí)，文特整天不是追女孩就是去沖浪，差點(diǎn)因?qū)W習(xí)成績(jī)不好而被退學(xué)。不過(guò)文特后來(lái)卻辯解說(shuō)，他從小就得了一種罕見(jiàn)的“視覺(jué)記憶”缺損疾病，就是對(duì)不是親眼所見(jiàn)的圖像，大腦都不能留存記憶。

中學(xué)畢業(yè)后，文特參加了海軍醫(yī)院兵團(tuán)，并被派往越南戰(zhàn)場(chǎng)。作為一個(gè)越戰(zhàn)老兵，文特目睹了很多士兵因?yàn)闃寕廊?，因而開(kāi)始對(duì)醫(yī)學(xué)感興趣。他重回大學(xué)，幾年后獲得生理學(xué)和藥理學(xué)博士學(xué)位，并很快使自己出名，但同時(shí)也一路樹敵。

文特第一次得到惡名是在20世紀(jì)80年代。當(dāng)時(shí)他離開(kāi)了美國(guó)政府資助的人類基因組計(jì)劃，成立了一個(gè)私人資助的計(jì)劃，并與政府的研究計(jì)劃直接競(jìng)爭(zhēng)。

1998年，從風(fēng)險(xiǎn)投資公司拿到了3億多美元的文特組建了塞萊拉公司。文特宣稱：塞萊拉將在3年內(nèi)完成人類基因組的序列測(cè)定。文特毫不掩飾他的目的：搶先完成人類基因組測(cè)序，將基因組圖譜申請(qǐng)專利。

各國(guó)科學(xué)家都覺(jué)得文特狂到有點(diǎn)“瘋”。但其實(shí)文特是有備而來(lái)，他已經(jīng)研發(fā)出獨(dú)特、快速的基因測(cè)序方法—“霰彈槍式測(cè)序法”。這種方法和當(dāng)時(shí)各國(guó)所用的“快速標(biāo)簽測(cè)序法”的不同之處，就在于把巨量工作交給計(jì)算機(jī)，從而極大地提高了測(cè)序速度。

20 0 0年6月26日，克林頓在白宮主持了一項(xiàng)活動(dòng)：由政府出資執(zhí)行的人類基因組計(jì)劃和私人科學(xué)家克雷格·文特共同宣布完成了人類基因組排序草圖。但業(yè)內(nèi)人士都知道，這不過(guò)是一次為政府保全面子的活動(dòng)，因?yàn)閷?shí)際上，文特只花了很短的時(shí)間就完成了人類基因組排序，打敗了官方出資的研究計(jì)劃。文特也因此而聞名于世，2007年和2008年，他兩次被美國(guó)《時(shí)代》周刊選為全球最有影響力的100人之一。

另外，這項(xiàng)研究還遭到了一些宗教組織的反對(duì)。一個(gè)名為“人類基因?qū)W警告”的團(tuán)體負(fù)責(zé)人戴維·金警告說(shuō)：“文特的研究無(wú)異于打開(kāi)了‘潘多拉魔盒’。人工合成的生命有可能會(huì)進(jìn)入自然環(huán)境，造成環(huán)境破壞，甚至可能被用作生物武器。”牛津大學(xué)的應(yīng)用倫理學(xué)教授朱利安·薩烏雷斯古則表示：“文特正在朝著扮演上帝的方向前進(jìn)—用人工的方法創(chuàng)造自然界從未存在過(guò)的生命。”

面對(duì)質(zhì)疑，文特稱在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，他已經(jīng)請(qǐng)教過(guò)許多倫理領(lǐng)域的專家，并向白宮匯報(bào)過(guò)這一研究計(jì)劃。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(lái)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(guó)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(lái)的利益?！?/p>

當(dāng)科學(xué)家和學(xué)者們就這項(xiàng)研究可能帶來(lái)的后果和倫理問(wèn)題展開(kāi)爭(zhēng)論時(shí)，文特卻有著更為遠(yuǎn)大的目標(biāo)。他希望能創(chuàng)造出新的、能賺大錢的有機(jī)物。文特已經(jīng)和石油巨頭?？松梨谶_(dá)成協(xié)議，要制造一種可以吸收二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為燃料的水藻。文特預(yù)計(jì)，這項(xiàng)發(fā)明的價(jià)值超過(guò)萬(wàn)億美元。

文特說(shuō)，他們的研究成果表明，“我們可以改變生物的整個(gè)基因，我們可以加入全新的功能，去除我們不想要的，創(chuàng)造出一種新的適合工業(yè)化的有機(jī)物，讓它們?nèi)σ愿巴瓿晌覀冃枰鼈冏龅墓ぷ鳌！?/p>

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