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科学家当上帝首“造”生命

 smile880 2010-08-09

美国科学家日前首次合成了一个完全由人造基因指令控制的“人造生命”,但此研究成果招致更多的是人们担心——会被用来合成大量生化武器,造成恐怖威胁,甚至“颠覆人类生命本质”。

 

科学家当上帝首“造”生命

 

据报道,人类终于成功创造出“人造生命”!

美国克雷格·文特尔研究所的小组报告日前宣布,他们合成了一个人工基因组,并用它使一个被掏空的单细胞细菌“起死回生”,现在实验室的培养皿中自我繁殖。研究人员表示,这是世界第一个完全由人造基因指令控制合成的“人造生命”。

许多科学家对这一成果给予了积极评价,但是,这项石破天惊的突破引发了强烈的道德争议,有人批评科学家企图成为“上帝”,不但践踏生命的尊严,更会引起道德灾难。

美国总统奥巴马也就这一成果表示,目前需要确定这类技术的合适伦理界限,将其危害控制到最小程度。

 

“人造生命”能自我繁衍

克雷格·文特尔的研究小组成员包括曾荣获诺贝尔医学奖的微生物学家汉密尔顿·史密斯,研究共花了4000万美元,历时15年,成功制造出可以在实验室培养皿中自我繁衍的“人造生命”。

他们创造的是可以导致山羊患上乳腺炎的细菌丝状支原体(Mycoplasma mycoides),其构造十分简单,基因组只有108万个碱基对。研究员把此菌的DNA分四截合成,它们分别放在四个盛有化学液的瓶子,然后把这四瓶DNA液体混进一盘酵母菌中,从而把四截DNA“缝合”。原来,若把这条完整的合成DNA注入一个天然的丝状支原体细菌体内,它分裂为二后,其中一只便会拥有合成DNA;随后,研究员成功利用抗生素杀死天然菌,而留下人造菌不断分裂,新的生命由此诞生。

更重要的是,这只人造菌能够像天然菌那样自行分裂繁殖。在一定的条件下,这种新生的微生物能够生长、繁殖,并产生一代又一代的“人造生命”。植入的DNA片段包含约850个基因,而人类的DNA图谱上共有约20000个基因。

另外,研究员又在人造丝状支原体的基因组加上了“水印”,以资识别。“水印”包括46位参与了基因组研究计划的科学家的姓名,以及该计划的网址。

科学家还表示,“人造生命”与克隆存在着质的区别,克隆是利用现有遗传信息“复制”生命,而“人造生命”则是利用核苷等组成脱氧核糖核酸的基本要素创造新生命。文特尔说,“这将是一个大新闻,每个人都将知道它,我们所说的是一项能从本质上改变我们世界的技术。创造样品细胞使宇宙中出现新的生命形式成为可能,也能够解释生命起源的奥秘。

 

善用技术将造福人群

这个“人造生命”被称为“人造儿synthia),它是人类科学史上一个“革命性”的成果,为今后人造微生物的应用研究铺平了道路。这种技术若得到善用,将会造福人群。

在未来,人类可利用人造细菌来做很多事情,包括:建立微生物“制造厂”,制造出新药、疫苗等微生物药剂,微生物燃料,以及能够分解污染物的微生物“清洁工,譬如可以吸附温室气体二氧化碳、吞噬油污、以及把危害环境的毒性泄漏物变成无害物质等,或生产可在火星和其它星球上栖居的微生物。

克雷格·文特尔说,日后科学界试图设计一些人们希望生物学可以设计出来的东西时,合成细胞的科技将会大派用场。

文特尔坚信,他的研究对人类对“生命”的定义产生了颇为重要的改变。倘若研究更进一步,说不定文特尔将来能够利用合成DNA创造出全新的生物。他认为这不会构成道德问题,因为改造细胞只不过是“重组”自然生物的缩小版本而已。他又声称,一旦造出新生物,他将会故意把它们弄得“伤残,令它们不能在实验室以外存活。

他还补充说:“当这些生命被创造出来时,它们将非常脆弱。让它们在实验室里存活一个小时将是一项巨大的成就。但如果说它们会走出实验室、甚至主宰我们,这是绝对不可能的。”

 

该技术将带来万亿美元商机

负责该项研究的克雷格·文特尔在美国学界有科学怪人(Bad boy of Science的外号,也是基因组研究的先驱之一。

现年63岁的他,是世界上最伟大的科学闯将。他生于犹他州,是越南战争退伍军人、亿万富翁、帆船运动员和探险家。但很多人认为他是一个好大喜功、喜欢吸引大众注目的人。

如今,文特尔正希望他的“人造生命计划能令他变成超级大富豪。目前,文特尔已与埃克森美孚石油公司签下合约,同意为该公司制造一种可以把空气中二氧化碳转化为能源的水藻。文特尔估计,这项计划可带来逾万亿美元商机。

文特尔在2007年被美国《时代》杂志选为世界上100位最有影响力的人之一。文特尔的学术生涯是从进入加州一所称为圣马帝奥学院(College of San Mateo)的社区大学开始。他是塞雷拉基因组公司(Celera Genomics)的创办人与前任总裁,此公司在他的带领下展开与人类基因组计划互相竞争、且具有商业目的之研究计划,此后他逐渐成名。塞雷拉研究计划的目的是要建立一个需付费才能使用的基因组资料库。此目的在遗传学界并不受欢迎,并激起许多团队加速将成果公开。

 

“人造生命”恐成“人造魔鬼”

身为人类而创造生命,实在令不少人侧目,尤其是宗教界人士。加拿大的国际科技监察机构ETC亦批评科学家妄图扮演“上帝”,并警告说,合成细胞科技不足以解决我们的一切社会问题,反而会带来令人更头痛的新问题。

道德主义者指责称,制造人工生命是“亵渎神灵”,是“藐视生命”。有人担心“人造儿”开启了“潘多拉的魔盒”,为未来制造生化武器奠定了基础,而实验室一个微小的失误就可能产生新的瘟疫,夺去数百万人的生命。

还一些人称,人造细胞的潜能当然是非常巨大的,但也异常危险。在实验室中创造的人造物种,由于没有经过亿万年来的演化过程,故可能不遵守自然世界的规则。(地球上的现有的生物,都是经过30亿年逐渐演化而成的。)不难想象,人造微生物或人造怪物可能会失控,大肆繁殖,最终吞噬地球上的其它生物,甚至毁灭人类。

在实验室里创造“人造生命”,是科学小说常见的题材。现在,“人造生命”已变成事实。合成细胞的诞生,立即引起很多问题,包括普通的实际问题(它到底有什么用?)和深刻的哲学问题(我们是否应重新定义生命?)“人造生命”是人类创意和智能的证据,也是人类自负傲慢的可怕例子。“人造生命”可能令人类踏上大灾难的第一步。

 

学界:担忧该成果是双刃剑

对于这项成果,科学界的反应也不一,有些科学家评价颇高,但也有相当一部分科学家心情复杂,态度审慎,并称其双刃剑效应绝不可忽视。

给出高评价的,有美国拉特格斯大学分子生物学家理乍得·埃布赖特。他说:“这是人与自然关系的一个转折点,历史上第一次有人创造了一个完整的带有预定特性的细胞。”斯坦福大学生物医学伦理中心主任戴维·马格努斯甚至认为,这项研究可能开启基因工程新纪元。

日前出版的新一期《经济学人》杂志封面文章预测,将来有一天,新的细菌、动物或者植物等生命体将被计算机设计,最后被人类制造出来。在某种程度上,这种创造生命的举动比第一颗原子弹爆炸更能证明人类掌控自然的能力。

与此同时,也有相当一部分科学家的评价比较谨慎,认为文特尔研究所只是部分合成了现有细胞,并未跨越“无中生有、创造生命”的界限。波士顿大学生物医学专家詹姆斯·柯林斯表示,他不认为上述合成的单细胞生物体意味着一种人造生命形式的诞生,它只是一个带有人造基因组的生物体,而非“人造生物体”。

《经济学人》杂志还认为,人造生命看起来是一件令人惊奇的事,这种技术具有众多优势。就短期而言,可以应用于制造更好的药物、农产品、绿色燃料以及促进化学工业的发展;但从长期来看,谁也不知道它可能带来什么样的后果,这种技术与生俱来地存在着危险,如果滥用可能导致恐怖的灾难。

此外,很多科学家也担心其潜在的生物恐怖和环境问题。有科学家忧心忡忡地提出,因为目前没有生物合成的相关监管规定,将来生物恐怖主义分子很可能利用这一技术制造致病毒或生化武器,而实验室中的“人造细菌”是否会给环境和人类带来更大的风险,甚至会“颠覆人类生命的本质”。

美国总统奥巴马也注意到了这项成果。他致信负责生物伦理问题研究的一个总统委员会的主席、宾夕法尼亚大学校长埃米·古特曼,要求委员会评估这类研究在医学、环境、安全等领域的影响。

奥巴马在致信古特曼时也表示,需要确定这类技术的合适伦理界限,将其危害控制到最小程度。环保组织“地球之友”也认为,必须确保相关法规到位,以保护环境和人类健康免受这项有潜在危险的新技术伤害。

事实上,近年来,克隆技术、干细胞技术和基因工程等飞速发展,但它们引发的伦理和道德之争从未止息。对待人造生命,在看到其巨大应用前景时,人们也时刻警醒其可能带来的危害。

 

如何为“生命”下定义

“人造生命”将挑战人类最珍贵的生命观。科学家以外的人士也许不知道,其实人们迄今仍无法恰当地定义“生命”。

例如,钻石不是生命,而狒狒则肯定是生命。但病毒呢?病毒甚至比细菌还简单,但病毒也有基因密码。构成病毒的材料,也是构成生命的材料(蛋白衣等),然而病毒不能独立地繁殖。病毒像钻石一样,可以生长成晶体,但你显然不可以使狒狒生长成晶体。对大多数生物学家来说,病毒并非生命,真正的生命是从细菌开始。

那么,文特尔的“人造细胞”是不是生命?“人造细胞”比很多病毒更有“生命力”,但它却是人类创造出来的。它的基因密码简单得可以储存在计算机里(我们的基因密码也同样可以)。

文特尔的“人造细菌”目前仍然很脆弱,距我们所担心的超级人造瘟疫或生化危机仍远,距离产生“人造动物”或“人造植物”就更远。但是,人类已经踏出制造“人造生命”的第一步,人们不知道接下去会发生什么事。

(编辑 温秀云)

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