人造生命:超越自然還是帶來毀滅？

　　人類是否能夠扮演上帝的角色創造生命?在科學家眼中，細胞就是一套積木，將基因“積木”和蛋白質“積木”重新洗牌組合，也許就能創造出生命體——具有新功能的新型細胞，比如能夠產生新型材料的細胞或是能夠清理原油泄漏污染的細菌。

　　組裝生命

　　在波士頓海洋工業園區——擁有40年歷史的加州的“硅谷”——的一個實驗室里，麻省理工學院和哈佛大學的師生們在這個實驗室里所做的一切也將引發下一場變革，但他們在這里不是開發計算機芯片，而是將重塑生命本身。

　　萊西瑪?謝蒂就是這幢大樓8層“生物產品工廠”中年輕科學家中的一位，2008年，她和四位同事一起，包括她的博士生導師湯姆?奈特，一起創建了一家組裝DNA部件的新創公司——銀杏生物工作室(Ginkgo Bioworks)。

　　銀杏生物工作室本質上是一家21世紀的“生命工廠”，研究人員在這里將從頭開始創造生命，實驗室的試管小瓶里裝滿了重新設計的生命細胞。“通過對自然生命的研究探索，我們將重新設計和操縱生命。”謝蒂說道。

　　“銀杏生物工作室”的研究人員將根據訂單來“制造”客戶所需要的生物有機體。需要吸收大氣中的二氧化碳? 他們就設計某種細菌來承擔這一任務;需要清潔的生物型燃料來代替石油? 他們就研究設計一種可產生新型燃料的微生物。

　　“生物電路”來連接“生物零部件”

　　與銀杏生物工作室隔著一條查爾斯河的生物技術大樓的二樓里，一些生物部件在這里加工成了復雜的機械。這里是麻省理工學院的合成生物學中心，眾多的生物工程師們忙碌地進行著新穎而獨特的編程工作——只不過他們編程的對象不是以電信號為基礎的電路，而是以DNA為基礎的生物電路。

　　一開始，科學家并不清楚為生命編程的夢想是否能夠真正實現。2000年代時，科學家已經可以將一些生物部分連接或重新連接，但并不具備實際的應用可能。如今這種情況正在開始改變。現在研究人員可以開發出更可靠的生物部件，更重要的是，可以用更多更復雜的方式將它們連接起來。“我們終于迎來了一個轉折點。” 計算機程序員克里斯托弗?沃伊特說道。

　　沃伊特和他的同事最近創建了迄今為止最大的合成基因電路，其中的四種“傳感器”可探測到特定的環境輸入，如：一種可探測到細胞中的氧氣水平，另一種可感知葡萄糖水平。綜合這些輸入信息和其他提示，細胞就可決定是否要采取某個特定行動。

　　沃伊特和他的同事們希望這種類型的生物電路可應用于工業發酵池，大桶里面的細菌可以多種方式感知周圍環境變化，然后調整其活動。一些非常基本的電路已在生物技術領域得到應用。將足夠多的電路和程序以適當的方式結合起來，合成生物學有望在不遠的將來進行更個人化的設計。就像早期的笨重電腦最終發展到了可放進你口袋里的智能手機，也許有一天，按個性化要求設計細胞將成為我們日常生活的一部分。

　　第一個用“生物零部件”裝配的生命

　　美國的生物學家克雷格?文特爾決定完成從無到有合成活的有機體的壯舉，這涉及合成生物體的整個基因組。一些商業化生物技術公司可以很容易地合成短鏈 DNA，但要把它們合并成為完整的基因組，則是一個完全不同的概念，因此文特爾的首選目標是一種稱為支原體的細菌。支原體是已知生命體中基因組最簡單的一種微生物，相對于人類基因組30億個堿基對，這種細菌只含有58萬個堿基對。

　　2007年10月6日，文特爾成功地人工合成了一種支原體。他將人工合成的基因組插入一個物種(其本身的DNA被刪除)，由此產生了一種新的生命——人工合成細菌“辛西婭”。 在這些基因的控制下，新細菌能攝食、代謝和繁殖，已經具備了生命的三個基本特征，堪稱人類歷史上第一個“人造生命”。這一研究將使人工合成生命成為可能。

　　合成生物學面臨的問題

　　許多技術都會帶來潛在的危險，合成生物學也不例外。可以想象到的危險包括：意外或無意間釋放有害生物或生物系統;有目的設計并釋放出有害生物或生物系統;過度依賴于合成生物學的設計和維護工程，而威脅到自然界的生物。針對這類擔憂的措施有：研究人員只在經批準的研究設施中進行生物安全1級的生物組件研究;加強教育和培訓有責任心的生物工程師和科學家等。

　　合成生物學經過數十年的發展，各種基因操作手段日益增多并廣泛傳播，合成基因的成本大大降低，一些非生命科學的人員，甚至一些未經專業培訓的人員開始進入基因工程領域，他們參與操作和控制生命抱有多種不同目的，卻往往沒有清楚說明其理由。

　　這類非專業人員的參與，加上不穩定的全球政治和社會形勢，一旦不同的群體和組織利用合成生物學的技術和成果來危害社會，或由于合成生命體自身生長和變異的不可預測性，帶來危害人類健康或生態環境的長遠變化，人類社會的安全便將受到重大威脅。

　　在西方國家，創造合成基因和合成生命存在的一個重大倫理問題是，創造生命是上帝的特權，生命體閃耀著圣靈之光，人類創造生命是褻瀆神明的。因此，人造生命除了技術上和政治上的安全問題外，還有社會倫理問題，可能需要以一種新方式來說明。

　　合成生物學的崛起指日可待

　　合成生物學作為基因工程學的一個分支，從誕生到現在只有短短的十多年，但其前景不可限量。合成生物學將以新的手段提供設計和構建細胞的強大能力，實現人類開發新的替代能源，生產對抗疾病的藥物，以及在有限的土地上生產更多糧食來養活地球龐大人口的夢想。

　　合成生物學家創建的生物學版本的“硅谷”，為人類全新的未來奠定了基礎。某個研究團隊開發了一種更新更復雜的生物組裝“積木”，實現生物工程學的大規模生產已指日可待;一些科學家研發的生物模擬電路和程序，就像計算機編程一樣，可按照需要將“生物零部件”組裝起來;一些研究人員目前正在編寫的“生命代碼”，可讓細胞做我們以前所難以想象的事情，例如追蹤捕殺癌細胞等。

　　“我們要做的不僅僅是設計更完美的DNA片段，”合成生物學領域中極有遠見的奈特說道，“我們要像建立半導體基礎設施那樣，以同樣的方式去創建一個合成生物學技術的基礎。”

　　麻省理工學院的蘭迪?雷特伯格認為，合成生物學的影響，就像互聯網一樣，需要幾十年的時間才能全面顯現出來。他說：“合成生物學的發展只有大約10年時間，而計算機網絡技術從最初的美國國防部ARPA計算機網到萬維網經歷了大約25年時間。雖然互聯網的誕生和普及花了很長的時間，但它的影響顯然遠遠超過了人們之前所能想象的。”

　　合成生物學將會成為下一個英特爾嗎?讓我們拭目以待。