“首個人造生命”誕生該如何看待

“首個人造生命”誕生：后基因組時代生命科學發展里程碑

　　日前，國內各大媒體均以《世界首個人造生命在美誕生》為題，報道美國生物學家克雷格·文特爾（J. Craig Venter）在實驗室中重塑“絲狀支原體絲狀亞種”的DNA，并將其植入去除了遺傳物質的山羊支原體體內，創造出歷史上首個“人造單細胞生物”。這一成果被報道后，引起了社會各界的廣泛關注，我們究竟該如何看待這一成果呢？

　　新聞媒體中廣為使用的“首次合成人工生命”之說，并不嚴謹。文特爾的成功之處，在于用化學試劑合成了人工染色體，并在另一微生物中顯示出生物功能。DNA是決定生物性狀的遺傳密碼，卻不是生命的唯一組成部分。從這個意義上講，文特爾只不過創造了部分生命。這項研究成果最為直接的意義，只是人造的支原體可以利用化學合成的染色體生存繁殖，并導致山羊的乳腺炎。

　　事實上，文特爾本人在美國《科學》雜志上發表的文章題目更為客觀、嚴謹——《首次合成由化學合成基因組控制的細菌》。《科學》雜志的相關評論指出，這項研究成果其實并不是首次創造新的生命形式，科學的定義應該是“生命再創造”或“篡改生命”。因為辛西婭除了染色組是人工合成外，生命體的其他組分均是來自于已有生命形式。但是，無論如何，這項歷時15年、耗資4000萬美元的科研成果，畢竟是人類生命科學發展的一大進步。英國《經濟學家》將此成果與上世紀的原子彈爆炸相提并論，后者直接結束了第二次世界大戰，但其意義多限于人類對自然的破壞。而辛西婭的誕生則意味著人類創造了自然，利用該技術短期內可以為人類制造環保的燃料。從長遠的角度看，它的深遠影響更是難以預估。

　　辛西婭的誕生，再次將文特爾推到新聞媒體的鎂光燈下，這讓人不禁想起10年前的一幕。文特爾代表自己的私人公司塞萊拉基因公司（Celera Genomics）和公共財政資助的國際人類基因組計劃項目（HGP）負責人朗西斯·柯林斯聯合宣布，完成了人類基因組草圖的繪制。當年，文特爾研究人類基因組的商業動機為世人所不齒。極具戲劇色彩的是，10年后，同一主人公在人類歷史上首次合成單細胞生物，輿論又是一片嘩然。這次，批評家更是將此舉比作“科學怪獸對上帝的冒犯”。

　　2000年，文特爾和柯林斯宣布完成人類基因組框架圖時，人們對這一偉大工程報以種種美好愿景。可是，“后基因組時代”的10年，我們一方面看到了生命科學的發展突飛猛進，另一方面，不得不對HGP研究成果不能直接用于醫療實踐表示遺憾。今年4月《自然》雜志推出專刊討論《人類基因組測序十年記》。5月21日“首個單細胞生命”在文特爾手中誕生。這一歷史突破，可視為是對“人類基因組測序完成十周年”的最好紀念，同時也是對近10年的“后基因組時代”生命科學迅速發展的最好詮釋。

　　早在1995年，文特爾便開始了對生殖道支原體進行基因測序研究。選取生殖道支原體作為研究對象，只是因為它只有1條染色體和517個基因，是人類目前發現的基因組最小的生物。1999年1月，文特爾又進一步確定這些基因中的必需基因。并在《科學》雜志發表論文提出“最小基因組”的概念，即任何獨立生存的生物，至少需要300個基因才能保持生存，并大膽作出“十年之內可能出現人造生命”的預言。

　　2007年6月文特爾創立了被稱為“造物術”的染色體移植技術，實現了完整基因組在物種之間的轉移；2008年1月，文特爾合成絲狀支原體的最小基因組；2009年，文特爾將絲狀支原體的最小基因組移植到去除DNA的山羊支原體體內；2010年3月，文特爾證實含有人造DNA的山羊支原體能夠正常生長繁殖。歷時15年的孕育，“辛西婭”終于誕生。

　　退回10年，以上每一步工作都異常艱辛，但是進入“后基因組時代”，被譽為“解析生命密碼”的DNA測序變得成本越來越低，速度也越來越快。當年耗時數年、耗費數百萬美元的工作，今天也許在幾天內，僅花費幾千美元就可以解決。另外，基因數據庫內容不斷擴充，DNA合成技術日臻成熟，染色體移植技術開始出現。因此，辛西婭的誕生，在業內人士看來并不突然。

　　根據文特爾的預言，隨著合成生物學的發展，21世紀人類所面臨的種種問題，如資源耗竭、氣候變暖等都將最終由人造生命——微生物來解決。

　　合成生物學是“后基因組時代”生命科學研究的新興領域。該學科通過對多種天然的或人工設計的生物學元件進行合理、系統的組裝，實現生命系統的重構。該技術將“結構基因時代”的DNA解構發展為“后基因組時代”的生命建構。這一由破到立的方式轉變，是生命科學不斷發展的必然結果。

　　2002年，紐約大學病毒學家埃卡德·維默爾宣布利用購買的DNA片段，制造出了人工合成的脊髓灰質炎病毒。

　　2003年，美國麻省理工學院成立了“標準生物部件”登記處，收集標準生物部件，供全世界科學家索取，組裝人造生命。

　　2005年，美國麻省理工學院的恩迪提出了合成生物學的思想體系，包括標準化元件的使用，標準組裝方法以及系統的抽象化。

　　2010年，文特爾利用合成生物學的手段創造出世界首個單細胞生物。將合成生物學的發展推向了新的高度。

　　合成生物學的核心研究內容在于重塑生命。人們可以利用化學試劑直接合成染色體，進而創造新的物種。這種做法打破了“自然”與“非自然”的界限，因此，合成生物學的發展過程一直伴隨著人們對該學科倫理道德的爭論。對于保守人士來說，生物合成學是對“行使造物權力的上帝”的最大冒犯。生物合成學的重要成果 “人工合成”（Synthetic）則被稱為“綜合歇斯底里”（Synthetic hysteria）。

　　但是科學的發展是不可逆轉的，DNA的演化與變異將不再僅僅發生在自然界，它同樣可以在實驗室的試管中完成。通過對現有生物體有目的的改造，可以在未來使用“人工生命”合成新醫藥材料、生物燃料，并可以降解有機廢物和吸收二氧化碳。這些應用才是生物學家開創合成生物學的真正初衷。

　　當生命科學進入后基因組時代的第10年，合成生物學開始制造人工生命。我們感嘆于現代科技的高度發達。但這項研究成果不應當被看做是人類征服自然的手段，我更愿意將此看做是自然教授給人類的又一新知，是人類“道法自然”的更高境界。

　　面對“人造生命”帶來的種種困惑，讓我們重溫諾貝爾獎得主史懷哲，在一個世紀前關于“敬畏生命”的論述：有思想的人體驗到必須像敬畏自己的生命意志一樣敬畏所有的生命意志，他在自己的生命中體驗到其他生命。對他來說，善是保存生命、促進生命，使可發展的生命實現其最高價值；惡則是毀滅生命、傷害生命，壓制生命的發展。