把人造細胞叫“人造生命”有點過

　　近日，據美國《紐約時報》、《新聞周刊》、英國廣播公司等國際媒體報道，美國研究人員成功制造了世界首例“人造生命”。它是一個由人造基因控制的單細胞支原體（國內很多媒體在報道時將這個人類首次合成的支原體誤作“細菌”），被命名為“辛西婭”（Ｓｙｎｔｈｉａ，意為“合成體”）。相關論文發表在５月２１日出版的美國著名學術期刊《科學》上。不過，《科學》雜志以及一些專業科技媒體都把“辛西婭”稱為“人造細胞”，而非“人造生命”。

　　人類得到了“終級能量”？

　　自進入工業文明以來，特別是１００多年來生命科學的發展，讓人類一直思考這樣一個問題：人類能夠創造生命，甚至像上帝那樣創造萬物嗎？這無疑是自詡“萬物之靈”的人類渴望得到的“終級能量”。很多人創作過關于“人造生命”的書籍、電影，其中較著名的是英國作家阿道司·赫胥黎１９３２年出版的《美麗新世界》一書。書中設想了一個未來社會，每一個人從胚胎起就被養育在瓶子里，完全是工廠制式化生產出來的成品。

　　在實際科學研究中，人類試圖代替上帝角色，創造出一個“美麗新世界”，這便是依托于人類基因組計劃的“人造生命”研究。提到著名的人類基因組計劃，有一個美國人的名字無法繞過——克雷格·文特爾，此人兼具生物學家和企業家雙重身份，曾在２００７年、２００８連續入選美國《時代》周刊 “最具影響力１００人”，在推動基因組學基礎研究及相關技術應用方面充當重要角色。２００６年１０月，文特爾建立了非營利科研機構——克雷格·文特爾研究所，吸引了許多一流人才加入。這一私人研究機構的實力，毫不遜色于國際上很多著名的大學或研究所。

　　“人造生命”作為合成生物學中最具野心的分支，其基本設想便是通過剝離生物體細胞的各部分，使其只剩下基本的遺傳構成，隨后重新組合。最終目標是利用人工合成的遺傳物質，在實驗室里制造一種自然界中根本不存在的物種。

　　在此次研究中，研究人員合成了名為“絲狀支原體”的單細胞生命的ＤＮＡ（脫氧核糖核酸，是染色體的主要化學成分），并將其植入另一個內部被掏空的、名為“山羊支原體”的微生物的細胞內。經過多次失敗，研究人員最終使植入人造ＤＮＡ的支原體獲得新生，并開始在實驗室的培養皿中繁殖。研究人員希望借此更好地了解驅動所有生命的基礎機制，并利用基因工程制造某些種類的細菌，用于生產燃油或消解有毒廢物等。

　　需要注意的是，研究人員此次制造的“辛西婭”是一種最小、最簡單的單細胞生命——支原體。支原體是已知的可以自由生活的最小生物，也是最小的原核細胞（一切生物結構和功能的基本單位，主要特征是沒有以核膜為界的細胞核）。它是一種比病毒大、比細菌小的原核微生物，與細菌相比它們的突出特點是沒有細胞壁。國內很多媒體在報道時將這個人類首次合成的支原體誤作“細菌”。

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　　計算機是“人造細胞”之母

　　許多基因技術的研究總是伴隨著倫理紛爭。此次研究公布之后，也在社會上引發熱議，美國總統奧巴馬在致信負責生物倫理問題研究的一個總統委員會時表示，需要確定這類技術的合適倫理界限，將其危害控制到最小。在各種倫理問題中，首當其沖的便是“父與母”的問題。辛西婭命也面臨同樣的問題，因為它的父母不是同種生命體，而是計算機。以下是辛西婭的“出生”過程：

　　①科學家將“絲狀支原體”的染色體解碼，然后利用化學方法一點一點地重新合成ＤＮＡ。

　　②將重組的ＤＮＡ碎片放入酵母液中，令其慢慢地重新聚合。

　　③將人造ＤＮＡ放入另外一個受體支原體——“山羊支原體”的空殼中。通過生長和分離，受體支原體產生兩個細胞，一個帶有人造ＤＮＡ，另外一個帶有天然ＤＮＡ。

　　④培養皿中的抗生素將帶有天然ＤＮＡ的細胞殺死，只留下人造細胞不斷增生。

　　⑤幾個小時之內，“山羊支原體”內原有ＤＮＡ的所有痕跡全部消失，人造細胞不斷繁殖，新的生命誕生了。

　　在以上過程中，制造辛西婭的關鍵一步是基因組測序和合成，而這兩個過程都與目前熱門的生物信息學密切相關，而生物信息學的重要支撐便是計算機。從基礎的生物學知識中我們已經得知，基因（有遺傳效應的ＤＮＡ片段）由４種堿基——Ａ、Ｇ、Ｃ、Ｔ（分別稱作腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶）——組成，任何一個ＤＮＡ片段通常可以由這４種堿基組成的序列表示，所有的遺傳信息都包含在這些序列中，后續的生命特征的表達都依靠這些遺傳序列，因為這些序列決定了最后的蛋白質表達，而蛋白質是生命的基石。

　　再復雜的生命體最核心的遺傳物質都可以用Ａ、Ｇ、Ｃ、Ｔ組成的序列簡單地表示，這就給了計算機一展身手的空間。舉例來說，在過程①中需要解碼和合成的ＤＮＡ片段共同包含１０８萬個堿基對（在ＤＮＡ中堿基以成對的形式出現），而人類基因組更是含有約３０億個堿基對，如此龐大的序列缺少了計算機的幫助是不可想象的。在基因信息傳遞的過程中需要用到大量的設計軟件和進行計算工作。正像文特爾在接受媒體采訪時所說的：“生命從根本上來說就是一個信息處理的過程。”

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　　“人造生命”還沒“魂魄”

　　毋庸置疑，辛西婭的出現是生命科學史上的一個重要事件。英國《經濟學家》雜志２０日評論說，將來有一天，新的細菌、動物或者植物等生命體將被電腦設計，最后被人類制造出來。在某種程度上，這種創造生命的舉動比第一顆原子彈爆炸更能證明人類掌控自然的能力。科學界也對文特爾研究團隊的工作給予了高度評價，美國拉特格斯大學分子生物學家理查德·埃布賴特說：“這是人與自然關系的一個轉折點，歷史上第一次有人創造了一個完整的帶有預定特性的細胞。”

　　嚴格意義上說，支原體這樣的單細胞微生物也可以被定義為生命，但無論是《科學》雜志還是其他較嚴謹的專業科學媒體，都將此次成果稱作 “人造細胞”。但一些大眾媒體毫不猶豫地將“人類取代上帝創造生命”作為看點。對辛西婭的“出生”，人們有支持也有反對。在反對者看來，人造的有機體如果擴散到自然界，引發生物基因變化，可能造成環境災難。更有甚者，開始擔憂人類充當上帝角色所引發的種種惡果，害怕有一天像《弗蘭肯斯坦》（１９世紀初英國詩人雪萊的妻子瑪麗·雪萊所寫的科幻小說）中的“人造人”那樣的怪物會降臨人間。

　　反對者的意見也有其道理，但從目前研究人員的工作進展來看，這些反對還為時過早。自然界的生命是如此復雜，到目前為止研究人員所做的僅僅是制造出了一個最簡單的生命體。《科學》雜志說，“辛西婭”是否會像自然存在的支原體那樣生活、繁衍還是未知數。這主要是因為目前意義上的“人造生命”還未“還魂”。形體出來了，但對生命的“魂魄”，即進化、運動、反應、繁殖以及更高級的智慧等，科學家還遠未參透個中玄機。

　　為什么研究人員只能合成最小、最簡單的單細胞生命，而不是像老虎、獅子、大象甚至人那樣活靈活現的生物？這主要是因為，眾多基本的生命過程（包括生物、化學、物理過程），如細胞信號轉導、干細胞分化、微尺度下ＤＮＡ分子運動等，都還未弄清楚，說“人類將扮演上帝的角色來創造生命”，為時過早。