人造生命 (“人造生命”在争议中前行)
简介 (人造生命是指从其它生命体中提取基因,建立新染色体。随后将其嵌入已经被剔除了遗传密码的细胞之中,最终由这些人工染色体控制这个细胞,发育变成新的生命体。2007年10月8日,美国科学家克雷格·文特尔表示,他目前已经在实验室成功地制造出一个合成的人造染色体。2010年5月20日,美国私立科研机构克雷格·文特尔研究所宣布世界首例人造生命——完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生,并将“人造生命”起名为“辛西娅”。这项具有里程碑意义的实验表明,新的生命体可以在实验室里“被创造”,而不是一定要通过“进化”来完成。科学界把人造生命界定到一个新的学科——合成生物学。)
人造生命 合成生物学 生物工程
历史 (生命至少应该具备3个特征:承载容器、新陈代谢和复制繁殖能力。2004年,美国洛克菲勒大学的生物学家埃尔伯特•里勃切特称,已制造出一种名为“囊生物反应器”的人工生物。2007年10月6日,美国科学家克雷格·文特尔宣布,他的研究小组用化学物质在实验室中合成了由381个基因、58万个碱基对组成的人造染色体,并将其植入细菌生殖支原体的外壳中,在这些基因的控制下,新细菌能摄食、代谢和繁殖,已经具备了生命的三个基本特征,堪称人类历史上第一个“人造生命”。2008年初,文特尔将研究结果发表在《科学》杂志,并宣称他们已人工成功制造了一种支原体的基因组,完成人造生物的最关键一步,人造生命形态很快就要诞生。他们研究的这种支原体拥有485个基因、58万对碱基,是已知的基因组最小、最简单的生命形态。2010年5月20日,私立科研机构克雷格·文特尔研究所宣布世界首例人造生命———完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生,并将它命名为“人造儿”。但科学界不少人认为,这远不是生命,至少不是全新的生命。文特尔在这个项目奋斗了15年,花费了4000万美元。)
囊生物反应器 人造儿 新陈代谢 复制繁殖
原理 (1. 科学家选取一种名为丝状支原体的细菌,将它的染色体解码。然后利用化学方法一点一点地重新排列DNA。2. 将重组的DNA碎片放入酵母液中,令其慢慢地重新聚合。3. 将人造DNA放入另外一个受体细菌中。通过生长和分离,受体细菌产生两个细胞,一个带有人造DNA,另外一个带有天然DNA。4. 培养皿中的抗生素将带有天然DNA的细胞杀死,只留下人造细胞不断增生。 5. 几个小时之内,受体细菌内原有DNA的所有痕迹全部消失,人造细胞不断繁殖。新的生命诞生了。注:支原体(mycoplasma):又称霉形体。在支原体细胞中,唯一可见的细胞器是核糖体(支原体是原核细胞,原核细胞的细胞器只有核糖体)。支原体的发现是在1898年,也是到目前为止,人类发现的最小最简单的原核生物。其大小介于细菌和病毒之间,结构也比较简单,多数成球形,没有细胞壁,只有三层结构的细胞膜,故具有较大的可变性。)
染色体解码 重组的DNA 人造DNA 人造细胞 合成基因
支原体
前景 (对人造生命持积极态度的科学家们包括文特尔等人都认为,人造生命将“大有作为”。待到技术成熟的那一天,实验室就可根据人们提出的不同需求,“量身定制”细菌等人造生命,用以完成各种各样的任务。例如,用人造生命制造药物和燃料,把这些特殊设计出来的人造生命植入体内,用作生物传感器。)
生物传感器
意义 (按照科学家长远的设想,一旦人工合成生命成为现实,那么,这些地球上从来没有存在过的生命就可以被科学家赋予其它生命所不具备的功能。例如,人造有机体可以轻易地清理被原油污染的海水,因为它们可以吃掉所有原油并把它分解成无害的成分。人工合成生命一旦成功,它还有一个很大的意义,那就是它可能将帮我们解决生命的起源问题。里勃切特在接受英国BBC采访时说:“如果这一切(指的是人工合成生命)成为可能,我们就该重新思考一下生命究竟是什么……在我看来,生命就像一个机器,一个由电脑程序控制的机器,仅此而已。但目前更多的人却不这么认为。” )
人工合成生命 生命起源
风险 (早在2002年人工合成病毒时,科学家就曾经表示担忧:人造全新的病毒将变得很容易,这也就意味着人类随时要面对新的病毒的攻击,我们没有任何针对它们的疫苗;一旦这种技术为恐怖分子所掌握,后果不堪设想。现在,如果更高级的细胞生命被制造出来,我们还得担心人类最终可能失去对新物种的控制等问题——人造生命有可能演化成跟地球上现有的生命形式完全不同的生命,成为无法控制的生物。对此,美国加利福尼亚大学分子生物学教授戴维·迪默认为,人类制造的任何形式的生命都不可能与那些在自然界中进化了30亿年的生物相竞争,也就是说,它们可能造成的危害不可能超过已有物种造成的危害。中国科学院微生物研究所研究员周培瑾则认为:“现在离成功制造生命还早,还不到担忧其后果的时候。科学的发展总是伴随着一定的风险,但总会又有相应的科学手段来对付已经出现或将要出现的问题。”)
人工合成病毒 新物种失控 生物病毒攻击 生化危机
质疑 (“创造生命”再次激起了古老的争论:人类是否可以扮演上帝的角色?英国牛津大学的伦理学教授朱利安·萨乌莱斯库认为:“凡特推开了人类历史上最重要、最基础的那扇大门———窥视生命的本质。他直接扮演了上帝的角色———创造出自然界原本不存在的新生命。”一个名为“人类基因学警告”的团体负责人戴维·金说:“凡特的研究无异于打开了潘多拉的魔盒。”反对者认为,人造的有机体如果扩散到自然界,引发生物基因变化,有可能造成环境灾难,它们还有可能被用来制造生物武器。美国总统奥巴马也下令举行听证会,讨论这一问题。)
创造生命 人类基因 基因异变 伦理道德 造物主
主要科研人员 (推动“人造生命”项目的主要科研人员是克雷格以及其研究所。克雷格·文特尔(John Craig Venter)是一名极具争议的生物学家,同时也是一名财产过十亿的企业家。科学界一些人质疑他将基因组研究活动变成一种相互竞争的比赛。他1946年出生,曾在越南服役,在照顾伤兵时决心从医。1992年成立了私人的基因组研究所。约3年后,成功分析出一种导致幼儿脑膜炎的生物体的基因组序列。2005年他成立了一家Synthetic公司,期望研究出能生产可替代燃料的生命形式。在2007年和2008年入选《时代》影响世界的100人。他创立的J。克雷格·文特尔研究中心宣布:世界首例人造生命——完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生。文特尔给这个人造生命体取名“辛西娅”(Synthia)——取“合成”(Synthetic)的意思。“辛西娅”其实是将人工合成的基因组植入另一个内部被掏空的细胞内,最终实现自我复制。文特尔自豪地称,这是世界上首个“血统”继承自一台电脑、并可以自我复制的细胞体。 从理论上讲,如果这项研究可以继续深入下去,就有可能创造出更加复杂的生命体,例如植物或者动物,但是需要科学家花更多时间来研究。文特尔和他的团队现在还处于设计、创造支原体细胞阶段。)
埃尔伯特•里勃切特 克雷格·文特尔
与其他生命技术的区别 (人造生命与克隆都是涉及生命领域的生物技术,但不同的是,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(DNA)的基本要素创造新生命。合成生物学和系统生物工程设想的人类人工设计与合成基因组蓝图的人工活体生物,人工合成的第一个基因组与人工机器、克隆生物等计算机科学的人工生命、基因工程中的天然基因重组划开了一条本质的界限。)
克隆 人类基因组计划 人工生命 基因工程 脱氧核糖核酸
合成基因组