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　　(聲明：刊用《中國新聞周刊》稿件務(wù)經(jīng)書(shū)面授權)

    人造生命

　　一項實(shí)驗結果立即引起全球的關(guān)注。有人認為它預示著(zhù)生命科學(xué)可能進(jìn)入新紀元，也有一些嚴厲的批評者指責實(shí)驗的操縱者“想扮演上帝的角色”。

　　“辛西婭”來(lái)了

　　總有人試圖解答生命的起源。如今，這個(gè)星球上信仰上帝的人們，或是堅定的達爾文主義者，可能遭遇一個(gè)突然“闖入”的強敵

　　本刊記者/王家敏

　　2010年5月21日，《科學(xué)》雜志報告了世界上首例“人造生命”的誕生——一種由人工合成的基因組所控制產(chǎn)生的單細胞生物——絲狀支原體,由美國克雷格·文特爾研究所的科學(xué)家“制造”出來(lái)，它被該研究所的“老板”克雷格·文特爾命名為——辛西婭(synthia,意為“合成體”)。

　　這項實(shí)驗結果立即引起全球的關(guān)注。有人認為它預示著(zhù)生命科學(xué)可能進(jìn)入新紀元，但一些嚴厲的批評者則指責文特爾“想扮演上帝的角色”。

　　美國總統奧巴馬很快致信總統生物倫理問(wèn)題委員會(huì )主席古特曼，要求在一周內評估這項研究在醫學(xué)、環(huán)境和安全等領(lǐng)域的影響。

　　15年“制造”出最簡(jiǎn)單生命體

　　聽(tīng)證會(huì )是一次正面交鋒。

　　美國時(shí)間5月27日上午10點(diǎn)，文特爾出現在國會(huì )山，為引發(fā)倫理?yè)鷳n(yōu)的“人造生命”研究作證。他向聽(tīng)證會(huì )提交了36頁(yè)的說(shuō)明文件，涉及人工合成基因組控制生命的技術(shù)核心、研究過(guò)程、應用前景、倫理風(fēng)險等關(guān)鍵問(wèn)題，他回答，“我們的研究是一個(gè)概念證明，這些工具和技術(shù)將有望用于更多的關(guān)鍵領(lǐng)域�！�

　　的確，“辛西婭”僅證明了“人造生命”這個(gè)概念，這種由人工合成基因組控制的單細胞生物，離復雜的生命形式還相去甚遠。而“辛西婭”的技術(shù)核心在于其基因組完全由基本化合物人工合成，并被證明移植到近似細胞內后，仍能控制細菌的正常繁殖，因而被指“具有完全的生命特征”。

　　文特爾小組的技術(shù)路線(xiàn)包含三步：第一，對一種名為絲狀支原體的微生物進(jìn)行基因組測序，以解碼其DNA的排序；第二，根據這種自然生命的DNA排序，用基本化合物合成基因組；第三，為了證明這種經(jīng)過(guò)人工排序的基因組能否準確表達，需要把它植入到與其近似的山羊支原體中，觀(guān)察它能否使細胞正常工作。

　　文特爾在聽(tīng)證會(huì )上表示，上述三個(gè)步驟耗用了研究小組15年的時(shí)間。

　　然而，一些科學(xué)家卻并不看重這一成果。早在2007年，就在文特爾的構想初步實(shí)現的時(shí)候，英國劍橋大學(xué)生物化學(xué)系細胞信號轉導專(zhuān)家尼克·蓋伊在《衛報》上撰文認為，文特爾小組的工作是建立在其他科學(xué)家的研究成果之上的。完成這樣一個(gè)實(shí)驗，需要了解化學(xué)合成核酸的方法，需要利用DNA復制、遺傳信息轉錄、翻譯到蛋白質(zhì)合成的多個(gè)步驟。而文特爾小組并非這些方法的發(fā)明者，“他們的工作只是利用這些現有的技術(shù)‘裝配’出一個(gè)人工生命體�！�

　　文特爾在5月27日的聽(tīng)證會(huì )中也坦陳，1980年代以來(lái)，科學(xué)界開(kāi)始大規模轉基因實(shí)驗與基因組測序，形成大量基因庫，也為自己的研究提供了技術(shù)環(huán)境。盡管如此，文特爾仍對自己研究的意義充滿(mǎn)信心，“即使我們已經(jīng)發(fā)現了人類(lèi)基因組的所有基因，但還是不能理解最簡(jiǎn)單的細胞，這就是我們繼續研究的原因。我們必須制定新的工具和技術(shù)用于構建大片段基因代碼，并學(xué)習如何將基因組轉換到另一個(gè)物種�！�

　　2007年的研究成果發(fā)表后，文特爾認為，“一旦完成了支原體人工合成基因組的準備工作，將能在很短的時(shí)間里合成第一個(gè)細菌�！彼麄冾A計這一過(guò)程大概需要數周或數月。而實(shí)際上，他們用了超過(guò)兩年的時(shí)間。在新發(fā)表的研究結果中，文特爾團隊最終完成了人工合成基因組，并將之植入活體細胞，重新啟動(dòng)受體細胞的生命程序：

　　研究小組將絲狀支原體的(供體細菌)DNA解碼，然后按照DNA序列，利用基本化合物合成了四條人造DNA鏈，并依靠酵母把四條DNA鏈聚合起來(lái)，最后形成關(guān)鍵的人工基因組。隨后，通過(guò)基因組移植方法將人造DNA植入山羊支原體(受體細菌)中。為了讓兩種支原體交換基因組，研究人員把絲狀支原體包裝到一個(gè)膠囊內，并用酶來(lái)分解它們和摧毀它們的蛋白質(zhì)，然后剩下裸露的基因組。

　　然后，科學(xué)家把這個(gè)裸露的基因組與山羊支原體混合在一起，并添加一種能把兩者融合在一起的化學(xué)物質(zhì)，產(chǎn)生同時(shí)擁有兩個(gè)基因組的細胞。在這個(gè)雜交細胞分裂時(shí)，一種基因組(山羊支原體的天然DNA)應當在子細胞中完全死亡，而另一種基因組(絲狀支原體的合成DNA)應留下來(lái)，才能檢驗合成的DNA是否具有復制和產(chǎn)生新生命的功能。由于供體絲狀支原體的基因組中包含了一種耐受特殊抗生素的基因，研究小組用抗生素進(jìn)行篩選，殺死受體基因組，存活的人工合成基因組就會(huì )指令細胞新陳代謝與繁殖。

　　尚未打開(kāi)的“黑匣子”

　　這項研究證明了文特爾的重要的觀(guān)點(diǎn)，即人工合成的基因組被植入活體細胞后可以重新啟動(dòng)生命的復制程序。從根本上說(shuō)，這也是合成生物學(xué)“重塑生命”的核心：生命的所有“零件”都能由化學(xué)方法合成，進(jìn)而通過(guò)工程化的方式“組裝”成實(shí)用的生物組織。對此，文特爾在聽(tīng)證會(huì )上表示，“將生命密碼轉換為計算機語(yǔ)言的0和1，人們就可以像編程一樣控制基因和表達�！�

　　早在2002年，文特爾就有強大的支持者。他接受了美國能源部300萬(wàn)美元的經(jīng)費，計劃在其馬里蘭州的生物能源替代品研究所，以基本化合物合成的DNA來(lái)創(chuàng )造一種新的微生物。這種微生物可以產(chǎn)生硫化氫用以燃燒，或者吸收和貯藏二氧化碳，以便除掉大氣中過(guò)量的溫室氣體。

　　這一合成生物學(xué)技術(shù)向人們描繪了美好的前景。人類(lèi)將攻克生命起源和生物進(jìn)化等根本性難題，有能力影響植物和動(dòng)物的生命過(guò)程，改變農業(yè)和生態(tài)環(huán)境，能夠合成攻克疾病所需要的蛋白質(zhì)，甚至改變人類(lèi)的致病基因。

　　當然，也有人認為在醫療、環(huán)境等方面，合成生物的作用被夸大了。

　　“這一研究仍有多處尚未打開(kāi)的黑匣子�！� 中國科學(xué)院北京生命科學(xué)研究院副院長(cháng)高福告訴《中國新聞周刊》，在設計、合成、裝配及移植基因組的環(huán)節中，還存在兩個(gè)瓶頸，“在解決這些問(wèn)題之前，人類(lèi)只能改造生命，而非真正意義上的創(chuàng )造”。

　　在設計環(huán)節，人類(lèi)還沒(méi)有能力像編程一樣寫(xiě)出全新且能夠準確表達的基因序列，只能是對自然基因進(jìn)行模仿或者加強；在移植環(huán)節，人類(lèi)還難以制造基因組生存的環(huán)境——細胞。這與克隆生物、試管嬰兒等技術(shù)所遭遇的瓶頸一樣。無(wú)論是從細胞里提取出來(lái)的基因，還是體外受孕的受精卵，都需要回到合適的生長(cháng)環(huán)境，比如細胞或胎盤(pán)中。

　　高福表示，“現在還很難評估文特爾團隊研究的實(shí)際應用前景，目前經(jīng)典的應用技術(shù)是青蒿素、胰島素等‘半合成’生物技術(shù)�！�

　　“合成生物學(xué)在中國還處于建設學(xué)科的階段，文特爾團隊用了15年，花掉了7000萬(wàn)美元，其他國家的科學(xué)家是否需要進(jìn)行同樣的基礎研究？”高福說(shuō)，“我們需要考慮的是，如果不進(jìn)行基礎研究，有可能面對未來(lái)的專(zhuān)利壟斷問(wèn)題，但我們也有更為緊迫的任務(wù)，諸如解決中國眼前的醫療、環(huán)境問(wèn)題�！�

　　“窺視”生命本質(zhì)：從“多利”到“辛西婭”

　　人類(lèi)應不應該制造新的生命體？上世紀90年代，克隆技術(shù)在全世界掀起巨大爭論。這一次，文特爾有了更大的麻煩，“人造生命”不僅挑戰上帝的創(chuàng )造，也遭到了達爾文主義者的詰難。

　　1996年，第一個(gè)真正意義上的克隆哺乳動(dòng)物“多利羊”的誕生，就引起過(guò)這種爭論。在“多利羊”之后，克隆貓、克隆猴等相繼誕生，意大利甚至有克隆嬰兒的報道，但至今未獲證實(shí)�？寺�實(shí)質(zhì)上是一種無(wú)性繁殖技術(shù)，它是將體細胞中完整的基因組提取出來(lái)，注入一個(gè)卵細胞空殼中，由此培育出基因型完全相同的后代。與克隆不同的是，文特爾采用的基因合成技術(shù)是根據DNA排序，通過(guò)人工合成排列堿基而組成基因。

　　“這項研究涉及公共健康和安全問(wèn)題，需要從哲學(xué)層面上加以關(guān)注�！甭�(tīng)證會(huì )上，黑斯廷斯中心的生物倫理學(xué)家格雷戈里認為，“美國聯(lián)邦政府應該在更高層面完善現有的監管框架�！�

　　隨著(zhù)1970年代出現的重組DNA技術(shù)，在這一領(lǐng)域工作的研究人員開(kāi)始擔心可能招致的風(fēng)險。1975年2月，美國科學(xué)界在加利福尼亞州阿西洛馬爾召會(huì )議，討論潛在的生物危害和生物技術(shù)管理制度，擬訂了確保DNA重組技術(shù)安全的自愿原則。2007年6月，多位科學(xué)家在《自然·生物技術(shù)》雜志上發(fā)表題為《DNA合成與生物安全》的文章，提出了由合成公司、研究機構及政府管理機構相互配合、共同遵守的框架。

　　“科學(xué)界的規范并不能阻止不負責任的研究者，” 華中科技大學(xué)哲學(xué)系教授殷正坤在接受《中國新聞周刊》采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，“真正發(fā)揮作用的是有關(guān)轉基因技術(shù)的嚴格審查和準入法規、有關(guān)輔助生殖的法規，以及禁止生殖性克隆的國際共識等。盡管中國的合成生物學(xué)研究剛剛起步，學(xué)界與政府還是應該盡早考慮嚴格的規范與審查�！�

　　文特爾團隊表示，他們的研究不會(huì )為任何恐怖分子所利用，他們已經(jīng)故意制造缺陷，使生物在實(shí)驗器皿外不可能生存。

　　實(shí)際上，更大的爭議在另一個(gè)維度。

　　英國牛津大學(xué)倫理學(xué)教授朱利安·薩烏萊斯庫評論說(shuō)，“文特爾推開(kāi)了人類(lèi)歷史上最重要、最基礎的那扇大門(mén)——窺視生命的本質(zhì)。他直接扮演了上帝的角色，創(chuàng )造出自然界原本不存在的新生命�！�

　　“對他們來(lái)說(shuō)，反對合成生命是一種信仰的直覺(jué)，這種直覺(jué)相信生命只能由上帝創(chuàng )造，或是在自然界中經(jīng)過(guò)長(cháng)期進(jìn)化形成，只有順應自然發(fā)展規律的行為才是符合倫理的�！币笳�坤認為，“尊重生命確實(shí)是一條基本的倫理原則，但尊重生命并不意味著(zhù)我們對地球上任何生命形式都不能利用和改造，況且，目前也只做到了改造這一步�！� ★