最簡細胞：助力打開生命“黑箱”

　　近日，美國科學家克雷格·文特爾宣布設計并制造出最簡單的人工合成細胞——Syn 3.0。其僅包含473個基因，但依然具有自我復制能力。

　　這不是人類第一次制造合成生命。早在2010年，文特爾團隊便合成絲狀支原體基因組，然后將其移植到另一種關系密切的細菌中，制造出名為Syn 1.0的合成細胞。

　　疑問：

　　從Syn 1.0到Syn 3.0，科學家并沒有致力于制造更復雜的生命，反倒是通過“做減法”，大大簡化了原有合成細胞的基因組。原因何在？

　　解答：

　　中科院遺傳發育所研究員錢文峰向《中國科學報》記者解釋說，生物體對人類而言仍是一個“黑箱”，其內部運作原理依舊充滿謎題。

　　他把生物體比作一部智能手機，把為數眾多的基因比作形形色色的App。通過不斷地刪除App，直到多刪一個，手機就會失效時，便能知道哪些是維持手機功能最重要的App了。

　　“這篇文章就是這樣一個思路。”錢文峰說，其主要目的在于理解生命運作的基本原理。

　　既然生物是從非生物起源的，那么最初的生命需要多少個基因？這些基因的功能是什么？又是如何相互作用行使功能的？這些問題都可以從這項研究中找到答案。

　　此外，對細胞而言，即便去除了大約一半的基因，其仍能近乎正常地發揮作用。“這證明一個細胞中有很多基因對其生存并無明顯作用，但這些基因的合成卻要消耗細胞能量。”清華大學生命科學學院研究員戴俊彪說，“在建立了深刻認識的基礎上，我們就能針對性地去掉這些基因，讓細胞更好地利用自身能量。”

　　“最簡單”人工細胞造出來了，它能用來做什么呢？

　　盡管最新成果宣稱“將有望應用在生物化學、營養學、農業以及新藥生產與生物能源等領域”，但戴俊彪認為，至少在目前看來，這項研究的應用價值還很有限。

　　不過，他也指出，如果能進一步設計出可以預測功能、可以控制的基因組，并以此驅動細胞的各項功能，那么得到的人工細胞就能勝任很多重要的應用。

　　“就像拼裝模型一樣。”中科院上海生科院植生生態所研究員楊琛說，國內有一批科學家正在致力于研發“即插即用”型基因模塊，打造具有特定功能的生物。這對解決能源危機、環境污染、大批量藥物生產等問題很有現實意義。

　　當然，該研究中所謂的“最簡單”也只是一個相對概念。楊琛告訴記者，自然界中存在的最小基因組只有100多個基因，屬于一種寄生生物。

　　錢文峰說：“當年全基因組測序實現后，大家都很茫然，因為這相當于把‘天書’打印了出來。科學家回答‘最簡基因組’的問題，就是幫助大家理解在這部‘天書’中，哪些章節最為重要。”