人工合成生命：将不是天方夜谭

人工合成生命：将不是天方夜谭

http://www.cyol.net 2007-09-13
陈瑜

　　编者按

　　目前为止，地球大家庭是我们观测到的宇宙中唯一的自然生命形式。然而，在过去很多年里，科学家们殚精竭虑，欲从零开始创造出新的生命形式，他们将化学品转换为合成DNA，将DNA分解为基因，将基因组合为基因组，然后在实验室里利用分子机理组构成全新的有机体———与自然产生的任何有机体全然不同，让其为我们人类服务，他们能成功吗？人工也能合成生命！

　　最近，美国等国家的少数科学家为这个“天方夜谭”的实现定了一个时间界限：3至10年内。

　　专家预计，在未来3—10年内可能会有人宣布“人工合成生命”试验成功。加入该领域竞争的意大利威尼斯原始生命公司首席运营官马克·贝多说：“这将是一件大事，是一项可以从根本上改变世界的技术。”

　　———合成本质———完全人为地创造物种

　　有关专家介绍，过去，“基因魔术”仅限于对自然界本来就存在的生物做些修改———比如从一个细菌中提取基因，然后注入玉米或者猪的染色体中。而我们现在所说的人工合成生命是将基因片段进行重新组合，并使其具有自我生存、繁殖能力，可以说其是一个完全人为创造的崭新生命体。

　　人工合成生命与克隆有本质不同。克隆是利用现有遗传信息“复制”生命，“复制”出来的生命受制于母体，与母体一模一样。而人工合成生命具有地球现存物种中可能不具备的生命特征或生命功能。

　　基因组合成已获成功

　　人工合成生命从组成生命的最基本的“零件”如核甘酸、DNA开始，把这些零件有机组合在一块儿形成有机体，使其具有生命特征。基因组是人工合成生命的一个重要技术目标。

　　美国《科学》杂志曾报道，魏玛等科学家合成出了具有天然活性的脊髓灰质炎病毒的全长DNA，并证明人工合成的DNA不仅可以指导与天然病毒相同蛋白质的合成，而且具有感染宿主细胞的生物活性和致病性。

　　———意义重大———可用于治疗疑难杂症

　　作为后基因组时代的一门新兴学科，“合成生物学”已经表现出了巨大的生命力和广阔的运用前景。谈及人工合成生命的诱人前景，马克·贝多这样评价：这项技术正以一种无法预言的方式改变世界。

　　中科院上海生命科学研究院研究员康九红表示，如果人类掌握了人工合成生命技术，在一定时期内，会将其用于特殊场合，如用于器官移植，治疗疑难杂症；用于生产出更优质的食物、药品等等。

　　能帮人类干一些“脏活”

　　康九红介绍，人工合成的生命不一定是人，可能是一些具有特殊功能的生物，他们能帮人类干一些“脏活”“累活”，其中包括抵御疾病、“锁住”温室气体、“吃掉”垃圾和吞噬有毒废料；还可能是能产生能源的动物，喝进水分泌出油，从而成为能源危机的一个解决途径。

　　———困难重重———合成生命涉及众多关键点

　　“从人工合成核酸、人工合成蛋白质(如胰岛素)开始，这些努力都一步步地在向人工合成生命方向迈近。”中科院上海生命科学研究院研究员丁小燕说。

　　但她同时指出，人工合成生命作为最终目标，中间有N个关键点。这就好比做一顿饭，需要很多步骤，买米、买菜、买炊具，也许甚至还需挤公交等。这些步骤我们都很容易知道，但对于人工合成生命中的种种步骤，有些目前甚至根本不知道如何着手去尝试。

　　三大难关需要克服

　　马克·贝多认为，要真正创造出人工合成生命，还需要攻克三大难关：首先，需要创造细胞容器(即细胞膜)，以使细胞可以将坏分子阻挡在细胞外，允许好分子进入，并拥有繁殖能力。其次，需要可以控制细胞各项功能的基因系统，使其可以繁殖并针对环境变化产生变异。最后，需要让合成生命拥有从环境中获取原材料作为食物，然后将其转换为能量的新陈代谢功能。

　　“合成生命”领域的带头人之一、哈佛大学医学院的杰克·绍斯塔克预计未来6个月内，科学家们将提出证据，证明第一步即创造细胞膜并不是一个大问题，目前科学家们正在使用脂肪酸解决这一问题。第二步是取得核苷酸，建立DNA组，以形成可以起作用的基因系统。一旦细胞容器造成，如果科学家们加入适当比例的核苷酸，那么接下来自然会发生达尔文提出的进化过程。

　　———专家连线———

　　康九红(中科院上海生命科学研究院研究员)：

　　要意识到不可预知的危险性

　　人工合成生命可视为今后一段时间内基础科学研究者的努力方向，但要让目标变成现实还有一段很长的路要走，要有信心，更要有耐心。上世纪80年代美国就提出攻克癌症的目标，但到目前为止癌症尚未完全攻克。不过，自目标提出以来，人类对癌症的研究不断深入，对其有了更加清晰的认识。人工合成生命设想的提出是对科技发展的肯定，也是对合成生物学提出的目标。当然在看到人工合成生命可能的巨大应用前景时，也必须意识到由此带来的生物伦理问题，以及潜在的不可预知的危险性问题。

　　■新闻缘起

　　日前，美联社报道，在未来3至10年内，现在几乎不为人知的“人工生命”领域会有人宣布试验成功。

　　生命科学在飞速发展，作为后基因组时代的一门新兴学科，“合成生物学”表现出了巨大的生命力和广阔的运用前景，这也使得科学家进行“人工合成生命”这种看似疯狂的尝试变得可能。

　　■相关新闻

　　“人工细菌”：合成生命第一步

　　最近，美国科学家说，他们借助染色体移植技术合成出了首个“人工细菌”，向合成生命迈出了重要一步。科学家希望，利用合成生命技术制造出可以生产人工燃料或清除有毒废物的“定制细菌”。

　　美国《科学》杂志公布一项最新实验成果，美国生物学家通过将一种微生物体内的整个基因组植入另一种相似微生物体内，成功使后者成为具备前者功能的“复制体”。

　　一些科学家将这一成果形容为生物工程学界的“重大突破”，人类对“人造生命”的探索也由此迈出重要一步。

　　克雷格·文特尔和他领导的位于马里兰州的研究所一直致力于人工制造新型微生物的研究。文特尔说：“这就像给苹果机安装一个新的软件，使其变成兼容机。我认为，我们将最终制造出人工细胞，目前的试验是实现这一目标的第一步。”

　　文特尔的团队已为其“造物术”申请了专利。他们希望，这项技术将能够走向产业化。文特尔说：“这是重要的一步，一旦我们有了合成染色体，我们就可以继续向前迈进，在下10年或更早的时间里，我们也许能够制造出经过改良的器官。”

　　新技术引起了一些人的担心。加拿大非盈利组织ETC说，他们对这项实验和文特尔的专利申请感到担忧。“我们对这项专利的应用范围和其垄断地位感到忧心，我们正要求全世界的专利机构都拒绝他们的申请。”一些生物伦理学家也指出，从理论上来说，这项技术有可能用于制造新的致病细菌，甚至用于研制生物武器。

来源科技日报人工合成生命：将不是天方夜谭

http://www.cyol.net 2007-09-13
陈瑜

　　编者按

　　目前为止，地球大家庭是我们观测到的宇宙中唯一的自然生命形式。然而，在过去很多年里，科学家们殚精竭虑，欲从零开始创造出新的生命形式，他们将化学品转换为合成DNA，将DNA分解为基因，将基因组合为基因组，然后在实验室里利用分子机理组构成全新的有机体———与自然产生的任何有机体全然不同，让其为我们人类服务，他们能成功吗？人工也能合成生命！

　　最近，美国等国家的少数科学家为这个“天方夜谭”的实现定了一个时间界限：3至10年内。

　　专家预计，在未来3—10年内可能会有人宣布“人工合成生命”试验成功。加入该领域竞争的意大利威尼斯原始生命公司首席运营官马克·贝多说：“这将是一件大事，是一项可以从根本上改变世界的技术。”

　　———合成本质———完全人为地创造物种

　　有关专家介绍，过去，“基因魔术”仅限于对自然界本来就存在的生物做些修改———比如从一个细菌中提取基因，然后注入玉米或者猪的染色体中。而我们现在所说的人工合成生命是将基因片段进行重新组合，并使其具有自我生存、繁殖能力，可以说其是一个完全人为创造的崭新生命体。

　　人工合成生命与克隆有本质不同。克隆是利用现有遗传信息“复制”生命，“复制”出来的生命受制于母体，与母体一模一样。而人工合成生命具有地球现存物种中可能不具备的生命特征或生命功能。

　　基因组合成已获成功

　　人工合成生命从组成生命的最基本的“零件”如核甘酸、DNA开始，把这些零件有机组合在一块儿形成有机体，使其具有生命特征。基因组是人工合成生命的一个重要技术目标。

　　美国《科学》杂志曾报道，魏玛等科学家合成出了具有天然活性的脊髓灰质炎病毒的全长DNA，并证明人工合成的DNA不仅可以指导与天然病毒相同蛋白质的合成，而且具有感染宿主细胞的生物活性和致病性。

　　———意义重大———可用于治疗疑难杂症

　　作为后基因组时代的一门新兴学科，“合成生物学”已经表现出了巨大的生命力和广阔的运用前景。谈及人工合成生命的诱人前景，马克·贝多这样评价：这项技术正以一种无法预言的方式改变世界。

　　中科院上海生命科学研究院研究员康九红表示，如果人类掌握了人工合成生命技术，在一定时期内，会将其用于特殊场合，如用于器官移植，治疗疑难杂症；用于生产出更优质的食物、药品等等。

　　能帮人类干一些“脏活”

　　康九红介绍，人工合成的生命不一定是人，可能是一些具有特殊功能的生物，他们能帮人类干一些“脏活”“累活”，其中包括抵御疾病、“锁住”温室气体、“吃掉”垃圾和吞噬有毒废料；还可能是能产生能源的动物，喝进水分泌出油，从而成为能源危机的一个解决途径。

　　———困难重重———合成生命涉及众多关键点

　　“从人工合成核酸、人工合成蛋白质(如胰岛素)开始，这些努力都一步步地在向人工合成生命方向迈近。”中科院上海生命科学研究院研究员丁小燕说。

　　但她同时指出，人工合成生命作为最终目标，中间有N个关键点。这就好比做一顿饭，需要很多步骤，买米、买菜、买炊具，也许甚至还需挤公交等。这些步骤我们都很容易知道，但对于人工合成生命中的种种步骤，有些目前甚至根本不知道如何着手去尝试。

　　三大难关需要克服

　　马克·贝多认为，要真正创造出人工合成生命，还需要攻克三大难关：首先，需要创造细胞容器(即细胞膜)，以使细胞可以将坏分子阻挡在细胞外，允许好分子进入，并拥有繁殖能力。其次，需要可以控制细胞各项功能的基因系统，使其可以繁殖并针对环境变化产生变异。最后，需要让合成生命拥有从环境中获取原材料作为食物，然后将其转换为能量的新陈代谢功能。

　　“合成生命”领域的带头人之一、哈佛大学医学院的杰克·绍斯塔克预计未来6个月内，科学家们将提出证据，证明第一步即创造细胞膜并不是一个大问题，目前科学家们正在使用脂肪酸解决这一问题。第二步是取得核苷酸，建立DNA组，以形成可以起作用的基因系统。一旦细胞容器造成，如果科学家们加入适当比例的核苷酸，那么接下来自然会发生达尔文提出的进化过程。

　　———专家连线———

　　康九红(中科院上海生命科学研究院研究员)：

　　要意识到不可预知的危险性

　　人工合成生命可视为今后一段时间内基础科学研究者的努力方向，但要让目标变成现实还有一段很长的路要走，要有信心，更要有耐心。上世纪80年代美国就提出攻克癌症的目标，但到目前为止癌症尚未完全攻克。不过，自目标提出以来，人类对癌症的研究不断深入，对其有了更加清晰的认识。人工合成生命设想的提出是对科技发展的肯定，也是对合成生物学提出的目标。当然在看到人工合成生命可能的巨大应用前景时，也必须意识到由此带来的生物伦理问题，以及潜在的不可预知的危险性问题。

　　■新闻缘起

　　日前，美联社报道，在未来3至10年内，现在几乎不为人知的“人工生命”领域会有人宣布试验成功。

　　生命科学在飞速发展，作为后基因组时代的一门新兴学科，“合成生物学”表现出了巨大的生命力和广阔的运用前景，这也使得科学家进行“人工合成生命”这种看似疯狂的尝试变得可能。

　　■相关新闻

　　“人工细菌”：合成生命第一步

　　最近，美国科学家说，他们借助染色体移植技术合成出了首个“人工细菌”，向合成生命迈出了重要一步。科学家希望，利用合成生命技术制造出可以生产人工燃料或清除有毒废物的“定制细菌”。

　　美国《科学》杂志公布一项最新实验成果，美国生物学家通过将一种微生物体内的整个基因组植入另一种相似微生物体内，成功使后者成为具备前者功能的“复制体”。

　　一些科学家将这一成果形容为生物工程学界的“重大突破”，人类对“人造生命”的探索也由此迈出重要一步。

　　克雷格·文特尔和他领导的位于马里兰州的研究所一直致力于人工制造新型微生物的研究。文特尔说：“这就像给苹果机安装一个新的软件，使其变成兼容机。我认为，我们将最终制造出人工细胞，目前的试验是实现这一目标的第一步。”

　　文特尔的团队已为其“造物术”申请了专利。他们希望，这项技术将能够走向产业化。文特尔说：“这是重要的一步，一旦我们有了合成染色体，我们就可以继续向前迈进，在下10年或更早的时间里，我们也许能够制造出经过改良的器官。”

　　新技术引起了一些人的担心。加拿大非盈利组织ETC说，他们对这项实验和文特尔的专利申请感到担忧。“我们对这项专利的应用范围和其垄断地位感到忧心，我们正要求全世界的专利机构都拒绝他们的申请。”一些生物伦理学家也指出，从理论上来说，这项技术有可能用于制造新的致病细菌，甚至用于研制生物武器。

来源科技日报