科学家扮演"上帝" "人造生命"能应对能源危机?

2010年06月01日08:58  来源:《北京科技报》

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  Synthia,若干年后,人类科技的里程碑上将铭刻这个名字,尽管它只是一个细胞。与千千万万细胞的区别不只是它上面留下了46名科学家的名字,以及 “生存”、“犯错”、“战胜”、“用生命创造生命”等评价——这是个人造的细胞。克雷格·文特尔,制造这个人造细胞的美国科学怪人,从此被称为“挑战上帝的人”。

  自古以来,创造生命都是造物主的工作,不管是西方的上帝还是东方的女娲,作为大自然产品的人类也可以创造生命吗?这个看起来不可完成的任务,克雷格·文特尔做到了:4000万美元和15年的时间,克雷格·文特尔“扮演”了上帝的角色,让生物学进入了一个崭新的世界。相关研究成果已经发表在《科学》杂志上。

  据英国《泰晤士报》报道,克雷格·文特尔及其实验团队选取一种名为丝状支原体丝状亚种的细菌,这种寄生在人体内却不引发疾病的细菌只有一条染色体,其中包含517个基因,是已知的基因组最小的生物。

  科学家将它的染色体解码后利用化学方法重新排列DNA,并将重组后的DNA碎片放入酵母液中,令其慢慢地重新聚合。之后,再将人造DNA放入另外一个受体细菌中。通过生长和分离,受体细菌产生两个细胞,一个带有人造DNA,另外一个带有天然DNA。培养皿中的抗生素将带有天然DNA的细胞杀死,只留下人造细胞不断增生。几个小时之后,受体细菌内原有DNA的所有痕迹全部消失,人造细胞不断繁殖。新的生命就此诞生了!植入的DNA片段包含约850个基因。

  “克隆技术使用的是自然界的细胞,细胞中的遗传物质DNA并没有改变,比如克隆羊、克隆兔,使用的还是羊、兔的细胞,克隆出来的生物与原来生物的遗传物质相同;而人造细胞,是将细胞中的遗传物质采用人工的方法进行合成,这样就可以根据人类的需要进行排序,制造出自然界中没有的生物。前一种是复制,后一种是合成。”中国科学院昆明动物研究所细胞与分子进化重点实验室主任宿兵告诉记者。

  在宿兵看来,人造细胞制造成功让人类能够从生物学机制和进化的角度更好的理解基因组的关系,为以后打造人类需要的基因组打开了一扇窗口。“这一技术将改变疾病的治疗方式。通过人造细胞技术制造出能够搭载药物的特殊细胞,将药物高效精准的直接送达病灶。而且还可以制造出专吃塑料的细菌,使原来不可降解的塑料被细菌吃掉,让这些白色污染消失。”

  其实,克雷格·文特尔最早进行人造细胞技术研究的目的是应对能源危机。他曾经表示,该项目的目标之一是制造出一种合成微生物,用以吸取大气中的二氧化碳,排放出可以当作燃料用的甲烷,代替化石能源,阻止全球气候变暖。

  克雷格·文特尔甚至认为,人造细胞还可以从根源上改变人类生病的基因,使人类远离癌症和各种疑难杂症。或许有一天,科学家可以把最优秀的基因组合在一起,制造出体力、智力、外表各方面都完美的人种,使人类不需要进化,就能实现自身的飞跃。

  “这次制造人造细胞成功还不能说人类已经完全掌握了人造生命的方法。”中国社会科学院哲学研究所教授邱仁宗认为,“严格地说,人造生命意味着DNA、细胞质、细胞膜都是无机物合成的。但是这次的人造细胞实际是用一个细菌的DNA改造之后再植入的,只能说是把DNA片段重新组合,只是向人造生命迈出了一大步。”对此,文特尔也解释说,他们的研究纯粹是基础性的,不是彻底人工制造一个全新的生物,而是对一种生命的改造。

  更多的科学家担心人造生命技术会打开潘多拉的盒子,造成无法控制的风险。哈佛实践伦理学教授凯撒·列库斯就认为:“文特尔打开了人类历史的大门,将创造自然界中从来没有存在过的生命。但是,所要面对的风险也是从来没有过的。”

  “这些担心不无道理。”邱仁宗认为,人造生命技术既然能够制造一个有利于人类的基因,也可以制造一个对人类有害的基因,比如能够吃塑料的细菌本身也会成为一种污染。自然的基因是几千万年进化来的,经过时间和空间的筛选,它的优势和缺陷已经为人类所了解;而人造基因由于没有经过大自然环境和时间的考验,会出什么问题,没有人知道,“对新事物首先要抱着欢迎的态度,然后努力把潜在的风险降到最低。对于人造生命技术,国际社会首先要评估它的风险,然后进行科学的监督管理。这种监督管理不单是政府的责任,科学家、赞助商、技术使用者、NGO组织等利益相关者都要参与进来。”据悉,目前,美国总统奥巴马已经敦促生物伦理委员会评估此研究将给医学、环境、安全等领域带来的潜在影响、利益和风险。

  对于有人担心人造生命技术使人从事了上帝的工作,将制造信仰危机和伦理危机,邱仁宗认为,其实人类社会一直在做着改造自然,创造生命的尝试,比如骡子就是人类将马和驴驯化后,让二者杂交的产物。,此外,有的女性输卵管堵塞了,就去做试管婴儿,这也是辅助生殖。这次人造细胞只不过更进了一步。

  该项目的成功让一些生物学界人士担心造成生物产业的垄断。但宿兵认为,文特尔的研究成果已经在公开场合发表,应该不会影响人造生命技术科研成果的共享。当然,这也要看他与合作公司的约定。

  文特尔的成功也人们开始思索科学创新的环境。出生在盐湖城的文特尔早年不是个好学生,他也没有名校的出身。他的学术生涯是从加州一所社区大学开始的。

  “文特尔也是搞人类基因组计划研究的,但是在20世纪80年代,他离开了美国政府资助的人类基因组计划,成立了一个私人资助的计划,与政府的研究计划直接竞争。正是这种不默守陈规的精神让他做出了惊人的成就。” 邱仁宗介绍说,“科学创新不一定非要科班出身,也不要讲门派,更不能有太多的束缚,适宜的科研环境是需要全社会一起努力创造的。”

(责任编辑:魏艳)
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