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文特尔:越战老兵如何“制造生命”

来源:第一财经日报
摘要:在让自己的拥趸多等待了2年之后,64岁的克雷格·文特尔(JCraigVenter),终于在上周对外界公布了让世界震惊的消息——他和他的团队实施了人造DNA激活细胞的实验,全球第一个“人造细胞”在他们的实验室中诞生了。按照文特尔此前的规划,这一成果本应在2年前就实现——当文特尔团队在2008年年初首次创造出“人造基因”时......

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在让自己的拥趸多等待了2年之后,64岁的克雷格·文特尔(J  Craig  Venter),终于在上周对外界公布了让世界震惊的消息——他和他的团队实施了人造DNA激活细胞的实验,全球第一个“人造细胞”在他们的实验室中诞生了。



按照文特尔此前的规划,这一成果本应在2年前就实现——当文特尔团队在2008年年初首次创造出“人造基因”时,他对记者说,至少到这一年年中,他们将把“人造基因”注入活的微生物体中,从而创造出“可以设计的生命”。



“要是到2008年年中我们仍然不能完成,我会感到惊奇和失望。”2008年年初的文特尔显得自信满满。



当然,这一规划推迟两年实现,依然具有轰动性。文特尔团队的重大进展揭示了一种可能性:人类将可依据需要,创造出事前编码的生命——这些承载特定功能的“人造生命”,将可以制造生物燃料、制造疫苗、帮助人类从工业废料中提取金属,甚至充当到火星或者其他星球上生存的有机生命等。



然而,也有反对者认为,文特尔打开了“潘多拉魔盒”,其引发的生物伦理和可能生物危害惹人忧思,甚至有人担心,这项技术可能被用于制造生物武器。



“壮举”前途几何



与克隆技术“复制生命”不一样,文特尔的“人造生命”实验,实际上是从无到有地“创造”生命的过程。



生命是如何被“创造”出来的?首先需要“原料”。DNA基本组成单位——碱基则只有四个:分别为A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)和T(胸腺嘧啶)。



这些DNA的基本单位,通过不同的拼接组合,形成不同的基因组,从而使生命的基本单位——细胞有了各自的功能,各种功能的细胞再一起“组装”成各种生物,从简单的单细胞生物,到复杂的人类,无不如是。



克隆技术是把特定组合基因从细胞里取出来,作为复制的母本,从而在没有生殖细胞的参与下,直接“复制”出生命来。而“人造生命”的实验,则利用复杂的化学成分人工制造出A、G、C、T等DNA碱基,而后再把这些碱基精确混合在一起,从而创造出新的生命。



虽然文特尔团队是用人工化学成分制成了基因组,但从基因组的序列来看,他们所合成的基因组并非绝对的创新。不管2年前的“生殖支原体”人造基因,还是这一次的“丝状山羊支原体”人造基因,他们都是基本“照抄”这些天然细菌的基因序列,只对其作出很少的改动而已。



因此,客观来讲,文特尔团队目前还只是做到了用无生命的物质来“制造”生命,但尚未能“创造”出全新的生命物种来。



这也就难怪有人认为文特尔的所谓“壮举”其实前途颇为黯淡,因为人类距离能够设计出具有特定功能的全新生物机体基因序列,还需较长时间。以文特尔经常挂在嘴边的制造生物燃料为例,近年来生物燃料业界重大进展不断,业界现在只要对现有基因工程技术进行少量修改,就能收获颇具竞争优势的生物燃料。



但合成生物学家们仍然期待着,有朝一日,人类能够轻易地在电脑上设计出一种特定功能有机生物体蓝图,然后,只要把这蓝图输入特定机器,轻轻一按“打印”键,人们就可以得到想要的DNA,再把这一DNA放入一个细胞中,一种定做的生物便告问世了。



对此,文特尔表示:“这一成果使我们从假设阶段发展到真实阶段。”



他认为,尽管他还不知道细胞中每一个基因的功能,但这将是人类下一个阶段研究的关键所在。“我们将试图设计出具体的生物功能,比如能利用二氧化碳制造出新的燃料,或是迅速地生产新的疫苗。”



耗资逾4000万美元



文特尔是在4年前向“人造生命”开始进军的。当时,他和他的团队通过实验证明了,将自然的DNA注入另一个细胞是可行的,而后,他开始了用人工合成的方式制造DNA,并在2008年年初,合成了一个多达58万碱基的人造基因组,是当时最长的。



因此,这位当时刚刚年过花甲的美国科学家在2007年和2008年,连续两度入选《时代周刊》年度“100位最具影响力的人物”,与胡锦涛、奥巴马等齐名。



不过,作为一名基因专家,文特尔进入这一行则要追溯到上世纪90年代中期了。当时,他积极参与到风靡全球的“人类基因组计划”中,积极绘制人类的基因图谱,但因为与同行意见不和,这名越战老兵最后却走上了一条“商业+科研”的道路。



当时,文特尔坚持认为“散弹定序法”是最快且有效的测定人类基因图谱的办法,但其他专家却认为对于人类如此复杂的生命机体而言,该法的精确性有待商榷,因此坚持使用速度更慢的定序方法。尽管四处斡旋,但文特尔仍然无法获得公共资金支持,这让文特尔颇为沮丧。



1999年,他创办了由私人资本注资的塞雷拉基因组公司,展开了与公共资金支持的“人类基因组计划”互相竞争之研究计划。值得一提的是,塞雷拉研究计划旨在建立一个需付费才能使用的基因组数据库,这使他背负恶名。



刚开始时,看上去文特尔占据了上风,因为他们的成本比政府计划更低,速度也更快。不过,政府还是抢在塞雷拉公司之前几天推出了自己的第一份图谱,使得该公司申请专利的努力受挫。而政府随后又禁止所有基因序列申请专利,这使得塞雷拉遭受严重打击。



在2002年完成了人类基因图谱的绘制并公之于众之后,文特尔被塞雷拉公司“扫地出门”了。



尽管看上去跌得鼻青脸肿,但他很快吸取教训,着手创办了以自己名字命名的非营利基因研究机构,关注于合成生物学,经过2年的筹备,这一机构最终于2006年成立,近几年他在合成基因组方面的成就,均在该机构下完成。



2005年,他又与人合办了“合成基因组”公司,这是一家旨在通过微生物制造生物燃料的公司。这是一家非上市公司,其财务数字并不公开,但似乎文特尔从这家企业中赚到了不少钞票。



去年7月,全球最大的石油公司埃克森美孚与这家公司签订了一个价值6亿美元的合作协议,用于下一代生物燃料的研发。而在本次完成的“人造细胞激活”实验中,耗资超过4000万美元,其中的绝大多数也是由“合成基因组”公司埋单。
作者: 2010-5-29
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