“我们不扮上帝，谁扮？”

        ：：作者　Ｌｅｅ　Ｓｉｌｖｅｒ（美国普林斯顿大学分子生物学教授）　  

　　：：编译　陈宗伦  





　　最近一次的故事发生在３６亿年前。一个极微小的活细胞从地球的尘土中出现。它自我复制，下一代新细胞同样如此，数十亿细胞如此代代相传。如今每个生物体（人、植物、动物以及微生物）都能追根溯源至这第一个细胞。地球这个大家庭，是迄今为止我们在浩淼宇宙中，观察到的惟一的一种生命。  



　　这个各种生物体的殿堂即将迎来新成员。我们不是在谈论外星球的生物，科学家们近两年正致力于创造出一些新的“生命形式”。他们将某些化学物质注入人工ＤＮＡ，然后注入基因，再注入基因组（染色体组），在实验室内构建出完全不同于自然生物体的全新生物体的分子结构。  



　　为细胞人为“编程”  



　　挑战大自然“造物专利”的，是一个由工程师、计算机科学家、物理学家和化学家组成的自由组合研究小组。他们以完全不同于传统生物学家的视角，重新审视生命。  



　　哈佛大学教授乔治·丘奇希望造出能用来“装配”生物体的“生物零件”。美国加利福尼亚大学伯克利分校化学工程学教授杰伊·吉斯林，从比尔·盖茨手里拿到了４２００万美元的研究基金，目标就是建造“生物微型工厂”，专门生产强有力的抗疟疾制剂。  



　　还有一位传奇式生物技术企业家——克雷格·文特尔（由越战老兵成长起来的著名遗传学者、身价亿万），他用原计划１／１０的花费和１／１０的时间，破译了人类基因组。他在“人造基因组”工程方面投入的个人资金，达数千万美元。这仅仅是个启动项目，目的是想制造出可将阳光转化成生物燃料的“人工生命体”，一旦成功，那么将使环境影响最小化，温室气体零排放。文特尔说，这些生物体将“替代石化工业、大多数食品、洁净能源及生物降解技术”。  



　　在实验室创造生命的想法，招来了大量非议。尽管反对者众，投入“人工生命”（简称ＳｙｎＢｉｏ）项目“实战”的研究人员认为，他们是在制造机器，而非生命。  



　　的确，该项目的指导原则是，将生物细胞概念化为“具有自我复制能力的复杂的计算机器”。自从１９５３年美国詹姆斯·沃森博士和英国弗朗西斯·克里克博士发现ＤＮＡ双螺旋结构以来，分子生物学家已发现，将基因当作“控制硬件（细胞本身）的软件”的想法很有意义。  



　　而ＳｙｎＢｉｏ项目研究人员将其提升到一个新高度——“白手起家”制造出从不存在的新“硬件”和“软件”。麻省理工大学（ＭＩＴ）的人工智能实验室教授汤姆·奈特目前的研究焦点是微生物工程。他说，ＳｙｎＢｉｏ项目“定位于人工生命系统的有明确目的的设计、建模、调试及测试。遗传密码已有３６亿年的历史。改写遗传密码的时候到了！”  



　　如今重写遗传密码已切实可行，因为“源代码”（即被ＳｙｎＢｉｏ科学家称为“生命１．０版”的自然进化生物体的基因组代码）正以越来越快的速度被破译。普林斯顿大学计算机科学家朗·韦斯说：“我们可把细胞看作‘可编程物质’，可以像计算机编程一样轻松地为细胞行为编程。”  



　　“混血生物体”没有“祖先”  



　　过去的基因技术都很“幼稚”，只是对自然之物的换位变形，比如从细菌里提取一个基因，然后注入玉米或猪的染色体内等。而如今我们所说的，是制造全新的生命，不是任何意义上的原始母细胞的遗传后代。新生命品种没有“祖先”。  



　　ＳｙｎＢｉｏ科学家将“生物零件”与自然细胞组合起来，创造出“混血生物体”。５３岁的乔治·丘奇是ＳｙｎＢｉｏ项目的领头人，他认为，只要研究资金能跟上，只要科学家们不碰到特别大的障碍，两年后预定目标就会实现。  



　　自２００４年６月ＭＩＴ主办第一届人工生命国际会议以来，研究人员已设计并制作出数千个可编程“生物零件”，它们可通过组合完成更复杂的任务。与传统的生产过程和物质资源相比，“生物零件”具有无比比拟的巨大优势。细胞机器等同于分子级别的多步生产线，能精确到原子级别，制作出复杂的化学产品。其制作成本低廉，效率更高，只需要“喂”给诸如食糖之类的安全物质就可以了。而且“生物零件”一旦设计并制作出来，所有艰苦工作随之结束。  



　　用户可以发出指令，让其随心所欲地自我复制，想要多少要多少。它们能制造出任何药物，包括那些传统化学手段无法生产的药物及价格惊人的药物。同样，它们也可制作出用于生产塑料、纯羊毛或丝绸的化学制品或聚合体，其费用比如今的费用便宜很多。另外它们还能制作出其他未知的建筑材料或功能材料。另外一些“生物零件”可当作灵敏度极高的环境生物传感器，用于发现并降解诸如炭疽热之类的特种有毒生物体，也可用作生化武器或放射性武器报警闪光器。  



　　“新生命”的巨大威力  



　　一些项目已经开展，新技术的威力由此可见一斑。目前最令人瞩目的成就，是制作出有机微生物合成化学物质，生产出强效抗疟疾药物。过去，奎宁化合物药物可有效治疗疟疾，但抗药性问题日益严重。２００４年，杰伊·吉斯林成功说服比尔及梅林达·盖茨基金会，获得４２００万美元善款，专门攻克这道科学难题。  



　　吉斯林利用特种基因，对最普通的酵母“编程”，通过食糖（其“食物”）的一步步代谢，结果得到生物体必须的多种生化物质。他在这种已发挥作用的微生物内，加入由１２个新基因组成的实验室“基因软件程序”。这一技术合成出青蒿素。２００６年４月，吉斯林宣布，距离最终的化合物仅一步之遥。如今他们已瞄准目标，２００９年将冲向终点线。该项目一旦成功，利用一点食糖和一点酵母这样廉价有效的原材料，就可制造出足够全球疟疾病人使用的青蒿素。  



　　加州大学旧金山分校的克里斯托夫·沃伊特和加利福尼亚理工学院的克里斯蒂娜·斯摩尔克，日前正处于“人工设计微生物”研究的早期阶段。他们研究的微生物将会随人体血液循环，搜出人体任何部位的癌变肿瘤。新微生物将装备几个“生物零件”：第一个可探察肿瘤低氧特征；第二个可侵入癌细胞内；第三个产生毒素杀死癌细胞；第四个可长期驻留以防癌细胞卷土重来。所有这些都将在患者毫无察觉的情况下完成。最终，不断循环的细胞“岗哨”可监控并调节血液中葡萄糖，及胆固醇等重要物质的水平。  



　　文特尔和丘奇瞄准的是更大的目标——制造出能自给、高效地将阳光直接转化为洁净生物燃料的生物体。那么理想的“生物燃料生成系统”该是什么样子呢？丘奇说：“最可持续的能源就是阳光，最方便的产品是管道石化产品。我的目标是要建立一个多年生植物系统，该系统能分泌出高纯度化学物质——辛烷、柴油、塑料单体等。这些都可被直接输入管道，无须进一步净化。”  



　　“毁掉以前的垃圾吧！”  



　　只要研究人员依靠的是现有生物体的基因组，来构建新生物体，其进展就会在一定程度上受到阻碍。因为进化而来的ＤＮＡ节节重叠、杂乱无章、宛如一堆垃圾，科学家无法对其测量，而且目前尚无所谓的《ＤＮＡ使用手册》。麻省理工大学的ＳｙｎＢｉｏ科学家，合成生物学领域最为激进的一个人物德鲁·恩迪说，“毁掉以前的这些垃圾吧！让我们造出新的生物体系。”  



　　第一步，恩迪选择模拟人们较熟悉的自然Ｔ７噬菌体，设计制造出一种合成噬菌体。但是，与Ｔ７不同的是，合成病毒（命名为Ｔ７．１）被去除了复杂的设计和功能，经过重组后，拥有５７个单独的基因被编入一条基因组，结构更整齐、效率更高。虽然只是自然产物——但Ｔ７．１的行为仍像个病毒，在细菌细胞内感染并自我复制。  



　　病毒和“生物零件”无法自我繁殖，它们需要“劫持”细胞。ＳｙｎＢｉｏ科学家目前努力做的，是一个真实细胞的“简化版”，只包括自我生存及自我复制的必要基因，产生一个更易理解和操作的生物体系。  



　　并非所有科学家都认为ＳｙｎＢｉｏ会成功。国际人类基因组计划总协调人弗朗西斯·柯林斯，对于文特尔“随心所欲”的生物工艺学研究方法非常反感。他说：“一项胡乱开始的研究，怎么可能构造出一个更好的（生物）系统来？”美国总统布什的生物伦理学和干细胞问题顾问李昂·卡斯认为，ＳｙｎＢｉｏ必然会以失败告终。他说，科学家“本来就没有能力去理解生命，无法理解的不仅是人类，还包括任何生物体”。  



　　和大多数生物学家一样，ＳｙｎＢｉｏ的信仰者们看待生命的态度更唯物主义。普林斯顿大学的电子工程师朗·韦斯目前正致力于细胞基因编程工作。他说：“生命不是魔术。”他认为像卡斯这样的老生物学家无法与时俱进。当然，ＳｙｎＢｉｏ科学家还不能完全证实细胞是一种“生化机器”。诸如卡斯和柯林斯这样的信仰宗教的生物学家，坚持的正是这种不确定性。当第一种离散的、自我维护的、自我复制的稳定有机生命体问世时——当“生命２．０版”从实验室被“胡乱”创造出来时，一切终将不证自明。  



　　但证据无法阻止来自科学界以外的批评。最主要的反对声音是来自坚信“上帝是惟一造物主”的人群。对此类观点，ＳｙｎＢｉｏ科学家无所畏惧。正如ＤＮＡ结构发现者詹姆斯·沃森所言：“我们不扮上帝，谁扮？”　（：：美国《新闻周刊》６月４号提前出版）