人造生命是指從其它生命體中提取基因，建立新染色體。隨后將其嵌入已經(jīng)被剔除了遺傳密碼的細(xì)胞之中，最終由這些人工染色體控制這個細(xì)胞，發(fā)育變成新的生命體。2007年10月8日，美國科學(xué)家克雷格·文特爾表示，他目前已經(jīng)在實驗室成功地制造出一個合成的人造染色體。2010年5月20日，美國私立科研機構(gòu)克雷格·文特爾研究所宣布世界首例人造生命——完全由人造基因控制的單細(xì)胞細(xì)菌誕生，并將“人造生命”起名為“辛西婭”。這項具有里程碑意義的實驗表明，新的生命體可以在實驗室里“被創(chuàng)造”，而不是一定要通過“進(jìn)化”來完成。
意義
人類至今仍無法確切知道生命是如何起源于地球的，或者甚至不知道地球生命是否起源于其他星球，或許是彗星把它們帶到了地球之上。但是，分子結(jié)構(gòu)，也知道了這些結(jié)構(gòu)是如何組成一個整體的。但是，如何創(chuàng)造生命，人類認(rèn)識仍然很模糊。
從零開始創(chuàng)造生命，這一領(lǐng)域的研究最大進(jìn)展是由著名遺傳學(xué)家克雷格-文特爾于2010年5月取得的。溫特爾和他的研究團隊創(chuàng)造了首個合成有機體。科學(xué)家們在實驗室中利用化學(xué)物質(zhì)制造了一整個基因組，然后將這個合成基因組植入到一個空細(xì)胞中。接下來，這個細(xì)胞根據(jù)植入的基因指令開始自我復(fù)制和修正。
這個人造的生命形式，被稱為“綜合體”。由于它需要以一個自然的、先前存在的有機體提供的殘留細(xì)胞機制為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)轉(zhuǎn)了一圈又回到了原地踏步。賓夕法尼亞大學(xué)生物倫理學(xué)家亞瑟·卡普蘭認(rèn)為，“溫特爾并沒有真正創(chuàng)造出生命。但是，他的研究表明，一個人造基因組可以為細(xì)胞提供動力，從而向真正的人造生命邁進(jìn)了關(guān)鍵的一步。”
克雷格·文特爾在接受記者采訪時表示，他成功地制造出人類歷史上首個人造染色體，將是一個極具里程碑意義的歷史性事件，這表明人類不僅可以“讀懂”自己的基因組，而且還可以成功地通過人工手段進(jìn)行復(fù)制。克雷格·文特爾稱，他將在數(shù)周時間內(nèi)，向外界公布這項最新研究成就的詳細(xì)情況，但也有可能在8 日舉行的美國科學(xué)年會上，正式予以公布。克雷格·文特爾表示，整個研究小組共由20名基因領(lǐng)域最頂尖的科學(xué)家組成，新合成的人造染色體共有381個基因片斷和58萬對基因密碼組成，實驗觀測表明，新的人造染色體已經(jīng)具備了自我復(fù)制的能力，這標(biāo)志著實驗已經(jīng)取得了圓滿地成功。
克雷格·文特爾稱，在漫長的研究過程中，科學(xué)家們首先得到一種支原體細(xì)胞的染色體組，將其植入到一種近親支原體中，隨后被植入的染色體組開始復(fù)制生長，最終將長成一個新的支原體。實驗 中，科研人員先將“山羊支原體”的內(nèi)部挖空，再向其中注入“狀支原體”的脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸），最后新的支原體終于開始自我繁殖，成為世界首個“人造生命”。執(zhí)行首次“染色體移植”項目的科學(xué)小組成員成功地制造出一個人造的染色體組，并仍在進(jìn)行類似的試驗，以便實現(xiàn)科研史上零的突破。此次試驗獲得成功，表明科學(xué)家們已經(jīng)創(chuàng)造出一種新的人造生命的形式。與此同時，科學(xué)家還希望能制造出新的細(xì)菌種類，充當(dāng)綠色能源以替代石油和煤、分解有毒廢物、吸收二氧化碳氣體和大氣中其他溫室氣體。但是事情往往具有雙面性，這種開創(chuàng)性的研究也引起科學(xué)界的疑慮。有科學(xué)家擔(dān)心，也許有一天這項技術(shù)被作為制造新一代生化武器的途徑。
克雷格·文特爾對記者表示，人造染色體工作涉及一種名為支原體 genitalium（一種通過性傳播、感染人類的寄生昆蟲）的簡單細(xì)菌，這種細(xì)菌已經(jīng)被美國馬里蘭州的一家研究所研究多年，他們早期的目標(biāo)是確定維持生命的最少基因，并在1999年取得了一定的進(jìn)展。在實驗中，美國的基因組學(xué)研究的大師、先鋒級人物克雷格·文特爾還展示了他的最新技能——“細(xì)菌煉金術(shù)”，即利用“基因組移植”方法將一個細(xì)菌種變成另外一種細(xì)菌。這項進(jìn)展是向著克雷格·文特爾教授的創(chuàng)造合成生命形式的目標(biāo)前進(jìn)的又一重要步驟。在過去的幾年里，克雷格·文特爾和同事確定出，一種最小的基因組至少需要含有400個基因來維持一個自由生活的細(xì)胞。他們通過系統(tǒng)地剔除簡單細(xì)菌支原體 genitalium的基因達(dá)到了。
美國科學(xué)家表示，人造生命與克隆存在著質(zhì)的區(qū)別，克隆是利用現(xiàn)有遺傳信息“復(fù)制”生命，而人造生命則是利用核苷等組成脫氧核糖核酸的基本要素創(chuàng)造新生命。克雷格·文特爾說，“這將是一個大新聞，每個人都將知道它，我們所說的是一項能從本質(zhì)上改變我們世界的技術(shù)。創(chuàng)造樣品細(xì)胞使宇宙中出現(xiàn)新的生命形式成為可能，也能夠解釋生命起源的奧秘。制造人造生命有許多關(guān)鍵要素，如細(xì)胞膜，它將允許人造生命細(xì)胞篩選出對生命成長有用的分子，為細(xì)胞分裂提供營養(yǎng)。此外還需要一個基因體系，以控制細(xì)胞的功能，使細(xì)胞能根據(jù)外界環(huán)境變化而繁殖或變異。最后，人造生命還需要一個新陳代謝系統(tǒng)，以從外界環(huán)境中吸收營養(yǎng)，并將營養(yǎng)轉(zhuǎn)化為能量。人造生命將會在未來解決一系列目前人類難以克服的問題，其中包括抵御疾病、吸收溫室氣體以及處理垃圾等。”
人造生命的研究引發(fā)了許多道德倫理方面的爭論，有科學(xué)家認(rèn)為，這是在試圖縮短幾百萬年來的進(jìn)化歷程，創(chuàng)立自己的生物起源版本。此外，很多科學(xué)家還擔(dān)心潛在的生物恐怖和環(huán)境問題。有科學(xué)家提出，因為沒有生物合成的相關(guān)監(jiān)管規(guī)定，將來生物恐怖主義分子很能利用這一技術(shù)制造致病毒或生化武器，而實驗室中的人造細(xì)菌是否會給環(huán)境和人類帶來更大的風(fēng)險也讓人憂心忡忡。對此，支持生物合成的科學(xué)家表示，生命并不是魔法，懷有宗教情結(jié)的老一代生物學(xué)家已跟不上科學(xué)的發(fā)展。克雷格·文特爾表示：“當(dāng)這些生命被創(chuàng)造出來時，它們將非常脆弱。讓它們在實驗室里存活一個小時將是一項巨大的成就。但如果說它們會走出實驗室、甚至主宰我們，這是絕對不可能的。”
物種影響
科學(xué)家們意外發(fā)現(xiàn)，脊髓灰質(zhì)炎病毒能夠在試管中的化學(xué)合成物中自動復(fù)制。由此，美國洛克菲勒大 學(xué)的生物學(xué)家埃爾伯特·里勃切特得到啟發(fā)，希望借助某種化學(xué)反應(yīng)，制造出像活細(xì)胞一樣可以自己生長的生命形式。
當(dāng)?shù)貢r間2004年12月21日，里勃切特博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組宣布，他們嘗試創(chuàng)造人造生命已經(jīng)進(jìn)入實驗階段。這種人工生物叫做“囊生物反應(yīng)器”（vesicle bioreactors），它很像某種低級的生物細(xì)胞，組成部分來自不同的生物材料：柔軟的細(xì)胞壁是用蛋清中的脂肪分子制成的，細(xì)胞構(gòu)成是從諸如大腸桿菌之類的活著的生物中得到的。
存在風(fēng)險
很多科學(xué)家擔(dān)心人類最終可能失去對新物種的控制
美國科學(xué)家正在制造具有工業(yè)和醫(yī)學(xué)價值的“人造細(xì)胞”，這預(yù)示著人類探索人造生命邁出重要一步。克雷格·文特爾開啟了合成生物學(xué)全面人工設(shè)計與合成基因組的人工生物系統(tǒng)開發(fā)新時代。
眾所周知，要想成為一種生命體，就必須有一套生物系統(tǒng)來生成蛋白質(zhì)，這是生命必不可少的特征之一。據(jù)報道，美國洛克菲勒大學(xué)的科學(xué)家將能夠生產(chǎn)蛋白質(zhì)的生物分子混合物懸浮在油中，形成微小的顆粒。然后，他們在這些顆粒外包裹住兩層肥皂膜狀的磷脂分子，像細(xì)胞膜一樣將生物分子混合物顆粒包裹在其中。
基本要素
生命必須有一個容器；生命能進(jìn)行新陳代謝；生命可以被儲存和復(fù)制。
從實驗結(jié)果看來，里勃切特研究小組似乎成功制造出了一個人造細(xì)胞。但實際上，這些實驗中的生物反應(yīng)器并不能說是“活著”，因為這些合成囊只能生活在配置好的化合物中，僅僅存活數(shù)天而已。但是，這項研究距離合成生物這個新領(lǐng)域只有一步之遙，合成生物的目的是制成新的生物體。里勃切特在接受英國英國廣播公司采訪時說：“如果這一切成為可能，我們就該重新思考一下生命究竟是什么。與其說這是個科學(xué)上的問題，不如說是一個哲學(xué)問題。對我來說，生命就像一個機器，一個由電腦程序控制的機器，僅此而已。”
像核技術(shù)一樣，此項新技術(shù)既有巨大潛在利益也有許多風(fēng)險。一旦這樣的有機體被制造出來，就可以讓它們?nèi)プ鲎匀唤鐝奈匆娺^的事情。例如，可以把這種有機體投放到被原油污染的海水中，它們可以吃掉所有原油并把它分解成無害的成分，等海水中的原油被消化完，它們也就隨即死去。風(fēng)險來自這樣一個事實：它們是人造物，但它們卻是活的，它們可以從其環(huán)境中獲取材料構(gòu)。
復(fù)制和取得進(jìn)化
建起它們自身，并進(jìn)行自我復(fù)制和取得進(jìn)化。
應(yīng)該說，里勃切特通過實驗制造出的一些生命物質(zhì)，只是生物大分子的基本構(gòu)成單元，它們還遠(yuǎn)不是生命。那么，怎樣才算是生命？盡管科學(xué)家對生命定義的一些細(xì)節(jié)還存有爭議，但他們都同意生命至少要具備3個特征：第一，生命必須有一個容器，如細(xì)胞的細(xì)胞膜、人的身體等；第二，生命能進(jìn)行新陳代謝，可在酶的催化作用下跟環(huán)境做物質(zhì)和能量的交換；第三，生命具有可以被儲存和復(fù)制的化學(xué)指令，這些指令控制著生命活動，并且能復(fù)制遺傳。
這三項基本要素已經(jīng)在實驗室里分別模擬成功，盡管模擬實驗解決的是一些最基本的單項問題，但科學(xué)家們還是宣稱他們已經(jīng)做好創(chuàng)造人造生命的一切準(zhǔn)備工作。不久前，歐盟為開展這方面的研究曾撥專款900萬美元。在此項研究的計劃框架內(nèi)，他們還在意大利威尼斯專門成立了世界上首家人造生命研究所，它被稱作歐洲生命工程中心。美國馬薩諸塞州綜合醫(yī)院的微生物學(xué)家馬丁·漢澤克認(rèn)為，是開始實踐性研究和著手全面實驗的時候了。此項實驗一旦取得成功，它將開辟人類生命工程的新紀(jì)元。
任何人造生命都有可能演化成跟地球上現(xiàn)有生命形式完全不同的生命，成為無人類法控制的生物。按照查爾斯·達(dá)爾文進(jìn)化論的觀點，當(dāng)今五彩繽紛的生物世界，都是由一個共同祖先即原始生命體演化而來。
困擾科學(xué)界的謎團
原始生命體是怎樣產(chǎn)生的？這一直是一個困擾科學(xué)界的謎團。
近50多年來，科學(xué)家們?yōu)榱私忾_這個謎，一直進(jìn)行“人造生命”的探索。
早在2001年11月21日，世界著名的基因大師、美國塞萊拉公司前總裁克雷格·文特爾就宣布開展一項新的研究，目標(biāo)是利用人工合成的遺傳物質(zhì)，在實驗室里制造一種在自然界中并不存在的新物種。文特爾的合作者包括遺傳學(xué)家漢彌爾頓·史密斯，史密斯是1978年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者，是一位公認(rèn)的脫氧核糖核酸操作高手。美國能源部也慷慨解囊，為他們的研究劃撥了總額300萬美元的資金。
新研究計劃拿生殖支原體作為研究對象，這種寄生在人體內(nèi)卻不引發(fā)疾病的細(xì)菌只有一條染色體，其中包含517個基因，是已知的基因組最小的生物。文特爾等準(zhǔn)備首先將天然生殖支原體細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)全部去除，然后合成出含有細(xì)菌生存所需最少基因數(shù)目的人造染色體。人造染色體最終將注入去除遺傳物質(zhì)的中空生殖支原體細(xì)胞，以進(jìn)一步研究這種人造細(xì)胞能否存活與繁殖。
文特爾解釋說，他們的研究純粹是基礎(chǔ)性的，不是徹底人工制造一個全新的生物，而是在更大程度上對一種對生命體的改造。他認(rèn)為，這項研究可以從根本上加深對細(xì)胞生存最關(guān)鍵條件的理解。如果初步實驗取得成功，他們更長遠(yuǎn)的設(shè)想，是不斷為其添加新功能，比如分解火力發(fā)電廠排放的二氧化碳，或生產(chǎn)可用作燃料的氫等，從而為低成本、高效率制造生物能源找到一條新出路。據(jù)說，美國能源部之所以愿意掏錢，主要是看中了研究的長遠(yuǎn)潛力。
盡管專家們從這種新技術(shù)中看到了無窮的好處，但很多人對于它可能給人類倫理觀念帶來的沖擊，以及人類最終可能失去對新物種的控制等問題感到擔(dān)擾。因為任何人造生命都有可能演化成跟地球上現(xiàn)有的生命形式完全不同的生命，成為無法控制的生物。
對此，加利福尼亞州大學(xué)分子生物學(xué)教授戴維·迪默卻認(rèn)為，人類制造的任何東西都不可能與那些在自然界中進(jìn)化了30億年的生物競爭。而且科學(xué)家們還在設(shè)計另一層保護措施：所有人造生命都將依賴自然界不存在的化學(xué)物質(zhì)，這些關(guān)鍵性的化學(xué)物質(zhì)一旦消除，人造生命便即死亡。因此，人造生命失控的風(fēng)險極其微小。
文特爾本人倒是承認(rèn)，研究中涉及的技術(shù)，從理論上來說有可能用于制造新的致病細(xì)菌，甚至用于研制生物武器。但他說將慎重考慮該公布那些研究細(xì)節(jié)，而且在實驗中也會采取特定措施，以確保新造出的細(xì)菌只能在實驗室“溫暖的培養(yǎng)液”中生存，不會成為“魔鬼細(xì)菌”。
遙不可及
用純粹的化學(xué)方法制造生命是如此之難，人類才剛剛邁出第一步。
2002年，美國一個科學(xué)小組利用從網(wǎng)絡(luò)上下載的基因序列編碼，在實驗室中成功合成出小兒麻痹病毒。這被當(dāng)時的一些科學(xué)家認(rèn)為是人工合成生命的開端。
一些科學(xué)家更進(jìn)一步，打算制造具有工業(yè)和醫(yī)學(xué)價值的“人造細(xì)胞”——更高等的人造生命。2004年12月21日，美國洛克菲勒大學(xué)的生物學(xué)家埃爾伯特·里勃切特博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組宣布，他們嘗試創(chuàng)造人造生命已經(jīng)進(jìn)入實驗階段——借助化學(xué)反應(yīng)，他們制造出了像活細(xì)胞一樣可以自己生長的生命形式。
“囊”內(nèi)發(fā)生了生化反應(yīng)
根據(jù)里勃切特在接受英國英國廣播公司采訪時的介紹，他們將能夠生產(chǎn)蛋白質(zhì)的生物分子混合物懸浮在油中，形成微小的顆粒。然后，他們用兩層肥皂膜狀的磷脂分子——如同細(xì)胞膜一樣——將生物分子混合物顆粒包裹在其中。里勃切特等人把這種人工生物叫做“囊生物反應(yīng)器”（vesicle bioreactors），組成部分來自不同的生物材料：“細(xì)胞膜”用蛋清中的脂肪分子制成，內(nèi)部的細(xì)胞器則取自諸如大腸桿菌之類的生物體中。
里勃切特說，他們經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，用分子膜包裹之后，生物分子持續(xù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)的時間比原來延長了一倍；并且，其反應(yīng)速度也快了很多。為了進(jìn)一步延長時間，科學(xué)家還在“細(xì)胞”中加入了一種細(xì)菌基因，這種基因可以控制生成一種名為α-溶血素的蛋白質(zhì)。這種蛋白質(zhì)形狀類似于桶，能夠插入細(xì)胞膜形成小孔，環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)便通過這些小孔進(jìn)入“人造細(xì)胞”，自動補充制造蛋白質(zhì)的原材料，這樣，“細(xì)胞”就可以連續(xù)數(shù)日生成蛋白質(zhì)。
研究人員稱，這種“人造細(xì)胞”可以像一個微型工廠，生成具有工業(yè)和醫(yī)學(xué)價值的蛋白質(zhì)。
“這還遠(yuǎn)不是生命！”
從實驗結(jié)果看來，里勃切特的研究小組似乎成功制造出了一個人造細(xì)胞。有報道說，這項研究距離合成生命——即人工制成新的生物體——已只有一步之遙。
但實際上，這些實驗中的生物反應(yīng)器并不能說是“活著”，因為這些“囊生物反應(yīng)器”只能生活在配置好的化合物中，僅僅存活數(shù)天而已。
“它還遠(yuǎn)不是一個生命體，”中國科學(xué)院微生物研究所研究員周培瑾告訴本刊記者，“一種生物必須有遺傳物質(zhì)的存在和遺傳功能的表達(dá)，從這個意義上來說，現(xiàn)在他們制造出來的還遠(yuǎn)不是一個物種，只是一些有機有機高分子化合物、生命物質(zhì)的聚合物體，它還不能自我復(fù)制。”周培瑾說，即使是最原始的生命形態(tài)如元病毒，它也有嚴(yán)格、完整的自我復(fù)制功能。
周培瑾強調(diào)，用化學(xué)方法合成生命的難度大到讓一般人無法想像的地步。一個單獨的細(xì)胞類似于一個完美的、各部分相互協(xié)調(diào)的社會，其微觀結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜。“一個SARS病毒就如此復(fù)雜，以致于要科學(xué)家花那么多時間去研究其結(jié)構(gòu)。而一個細(xì)胞比病毒要復(fù)雜不知道多少倍。”一個普通細(xì)胞中擁有數(shù)量眾多的細(xì)胞器（組成細(xì)胞的構(gòu)件），僅僅是一個細(xì)胞器，大多種類的都比一個病毒要復(fù)雜。即使是2002年那次人工合成小兒麻痹病毒，科學(xué)家依然還得部分借助于生物技術(shù)。
周培瑾說，要人工合成細(xì)胞生物，起碼還遠(yuǎn)遠(yuǎn)辦不到。
在接受英國廣播公司采訪之后，里勃切特也開始對有關(guān)他們成果的發(fā)言表示謹(jǐn)慎。在接受本刊采訪時，他僅表示，BBC新聞對他們成果的描述是準(zhǔn)確的，但對很多更詳細(xì)具體的問題，他說還不能回答。
更多的嘗試
里勃切特并不是研制“人工生命”的第一人，他們的研究小組更不是惟一做這項研究的團隊，有人甚至已經(jīng)比他們走得更遠(yuǎn)。
據(jù)周培瑾介紹，日本有一個科學(xué)小組多年前就在嘗試做一種“人造”紅細(xì)胞，他們把豬、羊、牛等生物的紅細(xì)胞分離出來，去除里面的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器等物質(zhì)，留下一個碳架結(jié)構(gòu)，然后把人體血紅細(xì)胞中的物質(zhì)加入進(jìn)去，而造出一個類似人類紅細(xì)胞的東西，期望它能替代紅細(xì)胞。
這個課題已經(jīng)做了好多年，還在努力，并且打算成功后申請諾貝爾獎，但還是有很多問題不能解決，比如其引起的免疫反應(yīng)。
“應(yīng)該說，日本這個研究小組的工作比現(xiàn)在里勃切特他們的工作要走得遠(yuǎn)，以后繼續(xù)努力下去還是有希望做成功的，但現(xiàn)在離成功還很遙遠(yuǎn)。”周培瑾說，他們制造的這種“類紅血球”還只是一個固定化的活性物體，其中一些酶能夠發(fā)生作用，還遠(yuǎn)不是一個個體生物，因為它還不能遺傳，不能自我復(fù)制。
其它國家的科學(xué)家，采用類似于上述的方法——把某一種細(xì)胞蛋白質(zhì)去除，留下一個碳架結(jié)構(gòu)的模型，然后加入其它種類細(xì)胞物質(zhì)重新組裝成一個某種活性物質(zhì)的反應(yīng)小體——進(jìn)行的工作，有很多人都在做。但他們都沒有揚言要做成新的生命。
美國基因科學(xué)家、塞萊拉公司前總裁克雷格·文特爾等人正在開展一項研究，目標(biāo)是利用人工合成的遺傳物質(zhì)，在實驗室里制造一種在自然界中并不存在的新物種。文特爾等人首先將天然生殖支原體細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)全部去除，然后在其中空構(gòu)架中注入人工合成的染色體，再進(jìn)一步研究這種人造細(xì)胞能否存活與繁殖。
文特爾說，他們并不是徹底人工制造一個全新的生物，而是在更大程度上對一種生命體進(jìn)行改造。他認(rèn)為，這項研究可以從根本上加深對細(xì)胞生存最關(guān)鍵條件的理解。
合成生命意義深遠(yuǎn)
按照科學(xué)家長遠(yuǎn)的設(shè)想，一旦人工合成生命成為現(xiàn)實，那么，這些地球上從來沒有存在過的生命就可以被科學(xué)家賦予其它生命所不具備的功能。
例如，人造有機體可以輕易地清理被原油污染的海水，因為它們可以吃掉所有原油并把它分解成無害的成分；它們還可以分解今天讓環(huán)保工作者頭痛的塑料和橡膠等垃圾、污染物，甚至還可以分解二氧化碳，或生產(chǎn)可用作燃料的氫，等等。
人工合成生命一旦成功，它還有一個很大的意義，那就是它可能將幫我們解決生命的起源問題。里勃切特在接受英國BBC采訪時說：“如果這一切（指的是人工合成生命）成為可能，我們就該重新思考一下生命究竟是什么……在我看來，生命就像一個機器，一個由電腦程序控制的機器，僅此而已。但目前更多的人卻不這么認(rèn)為。”
但事實上，生命的起源、生命的本質(zhì)并沒有里勃切特說的那么簡單，于海洋，等等，但這些都還是停留在猜測中。
“如果我們真的完全用化學(xué)方法合成了生命，那么，我們在這個過程中就已經(jīng)了解、甚至解決了生命起源的問題。”周培瑾說。
還不到考慮風(fēng)險的時候
早在2002年人工合成病毒時，科學(xué)家就曾經(jīng)表示擔(dān)憂：人造全新的病毒將變得很容易，這也就意味著人類隨時要面對新的病毒的攻擊，我們沒有任何針對它們的新型冠狀病毒疫苗；一旦這種技術(shù)為恐怖分子所掌握，后果不堪設(shè)想。如果更高級的細(xì)胞生命被制造出來，我們還得擔(dān)心人類最終可能失去對新物種的控制等問題——人造生命有可能演化成跟地球上現(xiàn)有的生命形式完全不同的生命，成為無法控制的生物。
對此，加利福尼亞州大學(xué)分子生物學(xué)教授戴維·迪默認(rèn)為，人類制造的任何形式的生命都不可能與那些在自然界中進(jìn)化了30億年的生物相競爭，也就是說，它們可能造成的危害不可能超過已有物種造成的危害。
“現(xiàn)在離成功制造生命還早，還不到擔(dān)憂其后果的時候。科學(xué)的發(fā)展總是伴隨著一定的風(fēng)險，但總會又有相應(yīng)的科學(xué)手段來對付已經(jīng)出現(xiàn)或?qū)⒁霈F(xiàn)的問題。”周培瑾說。
克隆
克隆的早期研究
克隆一詞是英文單詞clone的音譯，作為名詞，c1one通常被意譯為無性繁殖系。同一克隆內(nèi)所有成員的遺傳構(gòu)成是完全相同的，例外僅見于有突變發(fā)生時。自然界早已存在天然植物、動物和微生物的克隆，例如：同卵雙胞胎實際上就是一種克隆。然而，天然的哺乳動物克隆的發(fā)生率極低，成員數(shù)目太少（一般為兩個），且缺乏目的性，所以很少能夠被用來為人類造福，因此，人們開始探索用人工的方法來生產(chǎn)高等動物克隆。這樣，克隆一詞就開始被用作動詞，指人工培育克隆動物這一動作。
生產(chǎn)哺乳動物克隆的方法主要有胚胎分割和細(xì)胞核移植兩種。克隆羊“多莉”，以及其后各國科學(xué)家培育的各種克隆動物，采用的都是細(xì)胞核移植技術(shù)。所謂細(xì)胞核移植，是指將不同發(fā)育時期的胚胎或成體動物的細(xì)胞核，經(jīng)顯微手術(shù)和細(xì)胞融合方法移植到去核卵母細(xì)胞中，重新組成胚胎并使之發(fā)育成熟的過程。與胚胎分割技術(shù)不同，細(xì)胞核移植技術(shù)，特別是細(xì)胞核連續(xù)移植技術(shù)可以產(chǎn)生無限個遺傳相同的個體。由于細(xì)胞核移植是產(chǎn)生克隆動物的有效方法，故人們往往把它稱為動物克隆技術(shù)。
采用細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動物的設(shè)想，最初由漢斯·施佩曼在1938年提出，他稱之為“奇異的實驗”，即從發(fā)育到后期的胚胎（成熟或未成熟的胚胎均可）中取出細(xì)胞核，將其移植到一個卵子中。這一設(shè)想是克隆動物的基本途徑。
從1952年起，科學(xué)家們首先采用青蛙開展細(xì)胞核移植克隆實驗，先后獲得了蝌蚪和成體蛙。1963年，中國童第周教授領(lǐng)導(dǎo)的科研組，首先以金魚等為材料，研究了魚類胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)，獲得成功。
哺乳動物胚胎細(xì)胞核移植研究的最初成果在1981年取得——卡爾·伊爾門澤和彼得·霍佩用鼠胚胎細(xì)胞培育出發(fā)育正常的小鼠。1984年，施特恩·維拉德森用取自羊的未成熟胚胎細(xì)胞克隆出一只活產(chǎn)羊，其他人后來利用牛、豬、山羊、兔和獼猴等各種動物對他采用的實驗方法進(jìn)行了重復(fù)實驗。1989年，維拉德森獲得連續(xù)移核二代的克隆牛。1994年，尼爾·菲爾斯特用發(fā)育到至少有120個細(xì)胞的晚期胚胎克隆牛。到1995年，在主要的哺乳動物中，胚胎細(xì)胞核移植都獲得成功，包括冷凍和體外生產(chǎn)的胚胎；對胚胎干細(xì)胞或成體干細(xì)胞的核移植實驗，也都做了嘗試。但到1995年為止，成體動物已分化細(xì)胞核移植一直未能取得成功。
克隆羊“多莉”的意義和引起的反響
以上事實說明，在1997年2月英國羅斯林研究所維爾穆特博士科研組公布體細(xì)胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展。實際上，“多莉”的克隆在核移植技術(shù)上沿襲了胚胎細(xì)胞核移植的全部過程，但這并不能減低“多莉”的重大意義，因為它是世界上第一例經(jīng)體細(xì)胞核移植出生的動物，是克隆技術(shù)領(lǐng)域研究的巨大突破。這一巨大進(jìn)展意味著：在理論上證明了，同植物細(xì)胞一樣，分化了的動物細(xì)胞核也具有全能性，在分化過程中細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)沒有不可逆變化；在實踐上證明了，利用體細(xì)胞進(jìn)行動物克隆的技術(shù)是可行的，將有無數(shù)相同的細(xì)胞可用來作為供體進(jìn)行核移植，并且在與卵細(xì)胞相融合前可對這些供體細(xì)胞進(jìn)行一系列復(fù)雜的遺傳操作，從而為大規(guī)模復(fù)制動物優(yōu)良品種和生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物提供了有效方法。
在理論上，利用同樣方法，人可以復(fù)制“克隆人”，這意味著以往科幻小說中的獨裁狂人克隆自己的想法是完全可以實現(xiàn)的。因此，“多莉”的誕生在世界各國科學(xué)界、政界乃至宗教界都引起了強烈反響，并引發(fā)了一場由克隆人所衍生的道德問題的討論。各國政府有關(guān)人士、民間紛紛作出反應(yīng)：克隆人類有悖于倫理道德。盡管如此，克隆技術(shù)的巨大理論意義和實用價值促使科學(xué)家們加快了研究的步伐，從而使動物克隆技術(shù)的研究與開發(fā)進(jìn)入一個高潮。
近3來克隆研究的重要成果
克隆羊“多莉”的誕生在全世界掀起了克隆研究熱潮，隨后，有關(guān)克隆動物的報道接連不斷。1997年3月，即“多莉”誕生后1個月，美國、中國臺灣和澳大利亞科學(xué)家分別發(fā)表了他們成功克隆猴子、豬和牛的消息。不過，他們都是采用胚胎細(xì)胞進(jìn)行克隆，其意義不能與“多莉”相比。同年7月，羅斯林研究所和PPL公司宣布用基因改造過的胎兒成纖維細(xì)胞克隆出世界上第一頭帶有人類基因的轉(zhuǎn)基因綿羊“波莉”（Polly）。這一成果顯示了克隆技術(shù)在培育轉(zhuǎn)基因動物方面的巨大應(yīng)用價值。
1998年7月，美國夏威夷大學(xué)Wakayama等報道，由小鼠卵丘細(xì)胞克隆了27只成活小鼠，其中7只是由克隆小鼠再次克隆的后代，這是繼“多莉”以后的第二批哺乳動物體細(xì)胞核移植后代。此外，Wakayama等人采用了與“多莉”不同的、新的、相對簡單的且成功率較高的克隆技術(shù)，這一技術(shù)以該大學(xué)所在地而命名為“檀香山技術(shù)”。
此后，美國、法國、荷蘭和韓國等國科學(xué)家也相繼報道了體細(xì)胞克隆牛成功的消息；日本科學(xué)家的研究熱情尤為驚人，1998年7月至1999年4月，東京農(nóng)業(yè)大學(xué)、近大學(xué)、家畜改良事業(yè)團、地方（石川縣、大分縣和鹿兒島縣等）家畜試驗場以及民間企業(yè)（如日本最大的奶商品公司雪印乳業(yè)等）紛紛報道了，他們采用牛耳部、臀部肌肉、卵丘細(xì)胞以及初乳中提取的乳腺細(xì)胞克隆牛的成果。至1999年底，全世界已有6種類型細(xì)胞——胎兒成纖維細(xì)胞、乳腺細(xì)胞、卵丘細(xì)胞、輸卵管/子宮上皮細(xì)胞、肌細(xì)胞和耳部皮膚細(xì)胞的體細(xì)胞克隆后代成功誕生。
2000年6月，中國西北農(nóng)林科技大學(xué)利用成年山羊體細(xì)胞克隆出兩只“克隆羊”，但其中一只因呼吸系統(tǒng)發(fā)育不良而早夭。據(jù)介紹，所采用的克隆技術(shù)為該研究組自己研究所得，與克隆“多莉”的技術(shù)完全不同，這表明中國科學(xué)家也掌握了體細(xì)胞克隆的尖端技術(shù)。
在不同種間進(jìn)行細(xì)胞核移植實驗也取得了一些可喜成果，1998年1月，美國威斯康星一麥迪遜大學(xué)的科學(xué)家們以牛的卵子為受體，成功克隆出豬、牛、羊、鼠和獼猴五種哺乳動物的胚胎，這一研究結(jié)果表明，某個物種的未受精卵可以同取自多種動物的成熟細(xì)胞核相結(jié)合。雖然這些胚胎都流產(chǎn)了，但它對異種克隆的可能性作了有益的嘗試。1999年，美國科學(xué)家用牛卵子克隆出珍稀動物盤羊的胚胎；中國科學(xué)家也用兔卵子克隆了大熊貓的早期胚胎，這些成果說明克隆技術(shù)有可能成為保護和拯救瀕危動物的一條新途徑。
克隆技術(shù)的應(yīng)用前景
克隆技術(shù)已展示出廣闊的應(yīng)用前景，概括起來大致有以下四個方面：⑴培育優(yōu)良畜種和生產(chǎn)實驗動物；⑵生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物；⑶生產(chǎn)人胚胎干細(xì)胞用于細(xì)胞和組織替代醫(yī)療；⑷復(fù)制瀕危的動物物種，保存和傳播動物物種資源。以下就生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物和胚胎干細(xì)胞作簡要說明。
轉(zhuǎn)基因動物研究是動物生物工程領(lǐng)域中最誘人和最有發(fā)展前景的課題之一，轉(zhuǎn)基因動物可作為醫(yī)用器官移植的供體、作為生物反應(yīng)器，以及用于家畜遺傳改良、創(chuàng)建疾病實驗?zāi)Ｐ偷取５D(zhuǎn)基因動物的實際應(yīng)用并不多，除單一基因修飾的轉(zhuǎn)基因小鼠醫(yī)學(xué)模型較早得到應(yīng)用外，轉(zhuǎn)基因動物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物蛋白的研究時間較長，已進(jìn)行了10多年，但在全世界范圍內(nèi)僅有2例藥品進(jìn)入3期臨床試驗，5～6個藥品進(jìn)入2期臨床試驗；而其農(nóng)藝性狀發(fā)生改良、可資畜牧生產(chǎn)應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因家畜品系至今沒有誕生。轉(zhuǎn)基因動物制作效率低、定點整合困難所導(dǎo)致的成本過高和調(diào)控失靈，以及轉(zhuǎn)基因動物有性繁殖后代遺傳性狀出現(xiàn)分離、難以保持始祖的優(yōu)良勝狀，是制約當(dāng)今轉(zhuǎn)基因動物實用化進(jìn)程的主要原因。
體細(xì)胞克隆的成功為轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)掀起一場新的革命，動物體細(xì)胞克隆技術(shù)為迅速放大轉(zhuǎn)基因動物所產(chǎn)生的種質(zhì)創(chuàng)新效果提供了技術(shù)可能。采用簡便的體細(xì)胞轉(zhuǎn)染技術(shù)實施目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)移，可以避免家畜配子來源困難和低效率。同時，采用轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞系，可以在實驗室條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)基因整合預(yù)檢和性別預(yù)選。在核移植前，先把目的外源基因和標(biāo)記基因（如LagZ基因和新霉素抗生基因）的融合基因?qū)肱囵B(yǎng)的體細(xì)胞中，再通過標(biāo)記基因的表現(xiàn)來篩選轉(zhuǎn)基因陽性細(xì)胞及其克隆，然后把此陽性細(xì)胞的核移植到去核卵母細(xì)胞中，最后生產(chǎn)出的動物在理論上應(yīng)是100%的陽性轉(zhuǎn)基因動物。采用此法，Schnieke等（Bio Report，1997）已成功獲得6只轉(zhuǎn)基因綿羊，其中3只帶有人凝血因子IX基因和標(biāo)記基因（新霉素抗性基因），3只帶有標(biāo)記基因，目的外源基因整合率高達(dá)50%。Cibelli（Science，1997）同樣利用核移植法獲得3頭轉(zhuǎn)基因牛，證實了該法的有效性。由此可以看出，當(dāng)今動物克隆技術(shù)最重要的應(yīng)用方向之一，就是高附加值轉(zhuǎn)基因克隆動物的研究開發(fā)。
胚胎干細(xì)胞（ES）是具有形成所有成年細(xì)胞類型潛力的全能干細(xì)胞。科學(xué)家們一直試圖誘導(dǎo)各種干細(xì)胞定向分化為特定的組織類型，來替代那些受損的體內(nèi)組織，比如把產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞植入糖尿病患者體內(nèi)。科學(xué)家們已經(jīng)能夠使豬ES細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樘鴦拥男募〖?xì)胞，使人ES細(xì)胞生成神經(jīng)細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞和使小鼠ES細(xì)胞分化為內(nèi)胚層細(xì)胞。這些結(jié)果為細(xì)胞和組織替代醫(yī)療開辟了道路。科學(xué)家已成功分離到人ES細(xì)胞（Thomson等1998，Science），而體細(xì)胞克隆技術(shù)為生產(chǎn)患者自身的ES細(xì)胞提供了可能。把患者體細(xì)胞移植到去核卵母細(xì)胞中形成重組胚，把重組胚體外培養(yǎng)到囊胚，然后從囊胚內(nèi)分離出ES細(xì)胞，獲得的ES細(xì)胞使之定向分化為所需的特定細(xì)胞類型（如神經(jīng)細(xì)胞，肌細(xì)胞和血細(xì)胞），用于替代療法。這種核移植法的最終目的是用于干細(xì)胞治療，而非得到克隆個體，科學(xué)家們稱之為“治療克隆”。
克隆技術(shù)在基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用也是很有意義的，它為研究配子和胚胎發(fā)生，細(xì)胞和組織分化，基因表達(dá)調(diào)控，核質(zhì)互作等機理提供了工具。
克隆技術(shù)存在的問題
盡管克隆技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景，但離產(chǎn)業(yè)化尚有很大距離。因為作為一個新興的研究領(lǐng)域，克隆技術(shù)在理論和技術(shù)上都還很不成熟，在理論上，分化的體細(xì)胞克隆對遺傳物質(zhì)重編（細(xì)胞核內(nèi)所有或大部分基因關(guān)閉，細(xì)胞重新恢復(fù)全能性的過程）的機理還不清楚；克隆動物是否會記住供體細(xì)胞的年齡，克隆動物的連續(xù)后代是否會累積突變基因，以及在克隆過程中胞質(zhì)線粒體所起的遺傳作用等問題還沒有解決。
在實踐中，克隆動物的成功率還很低，維爾穆特研究組在培育“多莉“的實驗中，融合了277枚移植核的卵細(xì)胞，僅獲得了“多莉”這一只成活羔羊，成功率只有0.36%，同時進(jìn)行的胎兒成纖維細(xì)胞和胚胎細(xì)胞的克隆實驗的成功率也分別只有1.7%和1.1%，即使是使用“檀香山”技術(shù)，以分化程度較低的卵丘細(xì)胞為核供體，其成功率也只有百分之幾。
此外，生出的部分個體表現(xiàn)出生理或免疫缺限。以克隆牛為例，日本、法國等國培育的許多克隆牛在降生后兩個月內(nèi)死去；到2000年2月，日本全國已共有121頭體細(xì)胞克隆牛誕生，但存活的只有64頭。觀察結(jié)果表明，部分犢牛胎盤功能不完善，其血液中含氧量及生長因子的濃度都低于正常水平；有些牛犢的胸腺、脾和淋巴腺未得到正常發(fā)育；克隆動物胎兒普遍存在比一般動物發(fā)育快的傾向，這些都可能是死亡的原因。
即使是正常發(fā)育的“多莉”，也被發(fā)現(xiàn)有早衰跡象。染色體的末端被稱為端粒，它決定著細(xì)胞能夠分裂的次數(shù)：每一次分裂端粒都會縮短，而當(dāng)端粒耗盡后細(xì)胞就失去了分裂能力。1998年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“多莉”的細(xì)胞端粒比正常的要短，即其細(xì)胞處于更衰老的狀態(tài)。當(dāng)時認(rèn)為，這可能是用成年綿羊的細(xì)胞克隆“多莉”造成的，使其細(xì)胞具有成年細(xì)胞的印記，克隆牛，得到6頭小牛，出生5～10個月后發(fā)現(xiàn)這些克隆牛的端粒比普通同齡小牛要長，有的甚至比普通新生小牛的端粒還長。還不清楚這一現(xiàn)象的原因，也不清楚為何與“多莉“的情況有巨大差別。但這一實驗說明，在一些情況下克隆過程能改變成熟細(xì)胞的分子鐘，使其“恢復(fù)青春”，關(guān)于這種變化對克隆動物壽命的影響，還有待于進(jìn)一步觀察。
換一種說法，克隆動物的壽命格外的長，但你能保證可以控制住他們嗎？也許有一天從克隆試驗室里，跑出一種比狼還兇猛，人還聰明，可以飛翔還能潛水的生物，到處攻擊人……那是又該怎么辦？
除了以上的理論和技術(shù)障礙外，克隆技術(shù)（尤其是在人胚胎方面的應(yīng)用）對倫理道德的沖擊和公眾對此的強烈反應(yīng)也限制了克隆技術(shù)的應(yīng)用。但幾年來克隆技術(shù)的發(fā)展表明，世界各科技大國都不甘落后，誰也沒有放棄克隆技術(shù)研究。這一點上女王陛下政府的態(tài)度非常具有代表性，在1997年2月底宣布中止對“多莉”研究小組投資后不到1個月，英國科技委員會就對克隆技術(shù)發(fā)表專題報告，表明英國政府將重新考慮這一決定，認(rèn)為盲目禁止這方面的研究并不是明智之舉，關(guān)鍵在于建立一定的規(guī)范利用它為人類造福。
世界首個
2010年5月世界首個“人造生命”在美國誕生，人類的能力已經(jīng)拓展到可以“操縱”自然界。不過這一科技突破也引來不少詬病，批評人士說人類怎能堪當(dāng)“造物主”之職，而美國總統(tǒng)奧巴馬也下令在下周舉行聽證會，討論這一問題。項目的負(fù)責(zé)人J·克雷格·文特爾將“人造生命”起名為“辛西婭”（Synthia，意為“人造兒”）。他表示：“‘辛西婭’其實是一個人工合成的基因組，是第一個人工合成的細(xì)胞，也是第一種以計算機為父母的可以自我復(fù)制的生物。”
項目組其他成員表示，這僅僅是一個更宏大工程的一小步，未來他們甚至可以根據(jù)客戶需求提供“定制”的有機化合物。此外，未來科學(xué)家還可以制造出能夠產(chǎn)出石油或?qū)Ｒ?a href="/hebeideji/7243191047270416436.html">二氧化碳為食的環(huán)境友好型“人造生命”。文特爾自信地說，“人造生命”將成為非常強大有用的生物學(xué)工具。
雖然實驗原理聽起來很簡單，但是科研人員在15年間花費4000萬美元才得以成功，其中的難點就在于如何讓人造基因序列生成人造染色體。科學(xué)家經(jīng)過多年反復(fù)的實驗，終于攻克了所有技術(shù)難題，制造出了“人造生命”。此次植入的DNA片段包含約850個基因，而人類的脫氧核糖核酸圖譜上共有約20000個基因。
前景
對人造生命持積極態(tài)度的科學(xué)家們包括文特爾等人都認(rèn)為，人造生命將“大有作為”。待到技術(shù)成熟的那一天，實驗室就可根據(jù)人們提出的不同需求，“量身定制”細(xì)菌等人造生命，用以完成各種各樣的任務(wù)。例如，用人造生命制造藥物和燃料，把這些特殊設(shè)計出來的人造生命植入體內(nèi)，用作生物傳感器。
質(zhì)疑
科學(xué)界把人造生命界定到一個新的學(xué)科——合成生物學(xué)。
有人稱無論如何人類都不可以充當(dāng)“造物主”，更沒有資格像“雅威”或諸神一樣創(chuàng)造生命；更多人則擔(dān)心此研究成果會被用來合成大量生化武器，造成恐怖威脅。更有人預(yù)言，這項技術(shù)如果運用得不好，可能導(dǎo)致一場人類浩劫。
美國政府
奧巴馬已經(jīng)敦促生物倫理委員會督察此事，“評估此研究將給醫(yī)學(xué)、環(huán)境、安全等領(lǐng)域帶來的任何潛在影響、利益和風(fēng)險，并向聯(lián)邦政府提出行動建議，保證美國能夠在倫理道德的界限之內(nèi)、以最少的風(fēng)險獲得此研究成果帶來的利益”。
人造原理
1. 科學(xué)家選取一種名為絲狀支原體的細(xì)菌，將它的染色體解碼。然后利用化學(xué)方法一點一點地重新排列脫氧核糖核酸。 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放入另外一個受體細(xì)菌中。通過生長和分離，受體細(xì)菌產(chǎn)生兩個細(xì)胞，一個帶有人造DNA，另外一個帶有天然DNA。
4. 培養(yǎng)皿中的抗生素將帶有天然DNA的細(xì)胞殺死，只留下人造細(xì)胞不斷增生。
5. 幾個小時之內(nèi)，受體細(xì)菌內(nèi)原有DNA的所有痕跡全部消失，人造細(xì)胞不斷繁殖。新的生命誕生了。
反對者
“創(chuàng)造生命”再次激起了古老的爭論：人類是否可以扮演雅威的角色？
英國牛津大學(xué)的倫理學(xué)教授朱利安·薩烏萊斯庫認(rèn)為：“凡特推開了人類歷史上最重要、最基礎(chǔ)的那扇大門———窺視生命的本質(zhì)。他直接扮演了上帝的角色———創(chuàng)造出自然界原本不存在的新生命。”
一個名為“人類基因?qū)W警告”的團體負(fù)責(zé)人戴維·金說：“凡特的研究無異于打開了潘多拉的魔盒。”反對者認(rèn)為，人造的有機體如果擴散到自然界，引發(fā)生物基因變化，有可能造成環(huán)境災(zāi)難，它們還有可能被用來制造生物武器。
2010年，生命終于結(jié)束了單一的“如其所能”階段，進(jìn)入到“如吾所識”的新紀(jì)元。在蘇格拉底“認(rèn)識你自己”的無解命題面前，人類以標(biāo)新立異的方式實現(xiàn)了破解：創(chuàng)造你自己。
創(chuàng)造生命不再是上帝、女媧、普羅米修斯們的特權(quán)。涉入這個神圣的領(lǐng)域，也許意味著人類已自封為神。
作為神話定律，神靈總是與魔鬼相伴而生；作為人間定律，當(dāng)人類承擔(dān)起越來越大的責(zé)任時，往往意味著危機的出現(xiàn)、逃避責(zé)任的開始。在成功創(chuàng)造了生命的同時，人類創(chuàng)造了怎樣的魔鬼？人類可做好了承擔(dān)創(chuàng)造生命后的責(zé)任的準(zhǔn)備？
危機還是宿命？判斷已不再重要，人造生命已經(jīng)誕生。指望倫理道德或法律制度進(jìn)行有效約束，不過人類的自欺：科學(xué)怪人何曾在意過世俗的眼光。
值生命新篇章揭開之際，平凡的人們能做的也許只剩下祈禱：即使覆亡的命運終會來臨，但愿我們不是自取滅亡。
背景介紹
支原體（支原體）：又稱霉形體。在支原體細(xì)胞中，唯一可見的細(xì)胞器是核糖體（支原體是原核生物，原核細(xì)胞的細(xì)胞器只有核糖體）。支原體的發(fā)現(xiàn)是在1898年，也是到目前為止，人類發(fā)現(xiàn)的最小最簡單的原核生物。其大小介于細(xì)菌和病毒之間，結(jié)構(gòu)也比較簡單，多數(shù)成球形，沒有細(xì)胞壁，只有三層結(jié)構(gòu)的細(xì)胞膜，故具有較大的可變性。克雷格·文特爾（John Craig Venter）是一名極具爭議的生物學(xué)家，同時也是一名財產(chǎn)過十億的企業(yè)家。科學(xué)界一些人質(zhì)疑他將基因組研究活動變成一種相互競爭的比賽。他1946年出生，曾在越南服役，在照顧傷兵時決心從醫(yī)。1992年成立了私人的基因組研究所。約3年后，成功分析出一種導(dǎo)致幼兒腦膜炎的生物體的基因組序列。2005年他成立了一家Synthetic公司，期望研究出能生產(chǎn)可替代燃料的生命形式。在2007年和2008年入選《時代》影響世界的100人。
科學(xué)界的“壞小子”克雷格·文特爾又有驚人之舉。他創(chuàng)立的J。克雷格·文特爾研究中心宣布：世界首例人造生命——完全由人造基因控制的單細(xì)胞細(xì)菌誕生。這么說，人類已經(jīng)具備造物能力了？這個念頭讓不少人心慌慌。英國小說家阿道司·赫胥黎曾在1932年的長篇科幻小說《美麗新世界》中描述道：由于社會與生物控制技術(shù)的發(fā)展，人類從基因和胎兒階段就開始淪為壟斷基因公司和政治人物手中的玩偶。
將來真會有個叫“弗蘭肯斯坦”的科學(xué)怪人出現(xiàn)嗎？
人造兒“辛西婭”
文特爾給這個人造生命體取名“辛西婭”（Synthia）——取“合成”（Synthetic）的意思。“辛西婭”其實是將人工合成的基因組植入另一個內(nèi)部被掏空的細(xì)胞內(nèi)，最終實現(xiàn)自我復(fù)制。文特爾自豪地稱，這是世界上首個“血統(tǒng)”繼承自一臺電腦、并可以自我復(fù)制的細(xì)胞體。
文特爾把這一重大突破比喻成為細(xì)胞創(chuàng)造了新“軟件”。他說：“把合成基因植入受體細(xì)胞中，新‘軟件’一進(jìn)入，細(xì)胞就會解讀它，然后轉(zhuǎn)變成那個基因代碼所指定的種類。”這是人類首次創(chuàng)造出完全由人造脫氧核糖核酸控制的細(xì)胞。
從理論上講，如果這項研究可以繼續(xù)深入下去，就有可能創(chuàng)造出更加復(fù)雜的生命體，例如植物或者動物，但是需要科學(xué)家花更多時間來研究。文特爾和他的團隊還處于設(shè)計、創(chuàng)造支原體細(xì)胞階段。
支原體細(xì)胞是最簡單的生物，只有1條染色體和517個基因，同時也沒有細(xì)胞核，所以容易注入DNA分子；而人類的每個細(xì)胞都有23對染色體和約3萬個基因，并且人類染色體的組織成分也比細(xì)菌的復(fù)雜得多，要想把人工合成基因組技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜的生物身上非常困難。
文特爾和同事希望最終能造出有實際功能的新細(xì)菌。文特爾甚至把前景描述成“新的工業(yè)革命”：“如果我們真的能讓細(xì)胞實現(xiàn)我們希望的功能，它們將清除油污，并且捕捉二氧化碳減少對環(huán)境的破壞。”
文特爾研究機構(gòu)已經(jīng)與一些制藥公司和中國石油天然氣集團有限公司合作研發(fā)能生產(chǎn)石油和新型疫苗的細(xì)菌核糖體。誠如文特爾所想，能按照電腦程序的設(shè)置隨心所欲創(chuàng)造出新型的人造生命，那么眼下墨西哥灣上的大面積浮油就不會那么令人無措了。
但是，在這個新的科技領(lǐng)域，“創(chuàng)造”與“干涉”始終是糾結(jié)不清的，更何況涉及生命。批評者認(rèn)為，人造生命體的潛在效益被過分夸大了。
英國生物學(xué)家、“英國基因觀察”（GeneWatch UK）發(fā)言人海倫·華萊士表達(dá)了自己的擔(dān)憂。“如果新的生命體進(jìn)入自然環(huán)境，會帶來弊大于利的后果。（帶著治理污染的目的）把它們播散出去，實際上是釋放了一種新的污染物。我們不了解這些生命體在自然環(huán)境中會有什么反應(yīng)。”華萊士覺得，文特爾欺瞞了潛在危險性。“他不是雅威。他實際只是個普通人，試圖從中獲利，并規(guī)避可能限制他的技術(shù)投入使用的一切規(guī)定。”
“人類是否可以扮演上帝的角色？”美國科學(xué)家在人類歷史上首次“創(chuàng)造生命”，再次激起了這個古老的爭論。日前美國科學(xué)家克雷格·文特爾宣布培育出第一個由人工合成基因組控制的細(xì)胞，被認(rèn)為是地球上首個人造生命形式。對這一成果，有人看到未來解決品短缺、能源危機的希望，但更多的人擔(dān)心這打開了“潘多拉盒子”。有網(wǎng)民在《紐約時報》的報道后留言稱，“這是繼原子彈后人類又一個可以毀滅自己的技術(shù)。”隨著技術(shù)、技術(shù)和基因工程等飛速發(fā)展，基因糧食和藥物與人類越來越近，“人造生命”引發(fā)的有關(guān)倫理道德和人類存在的危機爭論越來越激烈。類似于《生化危機》等描寫人類幾乎被自己制造的“非生物”滅種的影片在全球流行深深地反映出人類的恐懼。
人造生命對經(jīng)濟和政治的影響
克雷格·文特爾的“人造生命”撼動的已不只是科學(xué)界，更有美國的政治中心。他掛帥的研究所宣布“人造生命”問世沒幾天，美國國會眾議院能源和商務(wù)委員會即要求文特爾出席特別聽證會。日前，文特爾來到華盛頓哥倫比亞特區(qū)國會山，為其引發(fā)巨大的“倫理擔(dān)憂”的人造生命研發(fā)作證。
科學(xué)家為研究成果上國會接受質(zhì)詢在美國罕見。
不僅如此，美國總統(tǒng)奧巴馬在“人造生命”消息一出，即要求美國生物倫理委員會“督察此事”。顯然完全預(yù)估到此事將掀起怎樣軒然而復(fù)雜的波瀾，奧巴馬顯得很講究“進(jìn)退有據(jù)”，奧巴馬的指示是：“評估此研究將給醫(yī)學(xué)、環(huán)境、安全等領(lǐng)域帶來的任何潛在影響、利益和風(fēng)險，并向聯(lián)邦政府提出行動建議”。文特爾自信地表示：“人造生命”的技術(shù)價值“超過萬億美元”，將成為非常強大有用的生物學(xué)工具。推出由人工基因與自然細(xì)胞合成的“辛西婭”僅僅是一個更宏大工程的一小步，未來他們可以根據(jù)客戶需求提供“訂制”的有機化合物。
文特爾從不掩飾他科研工作的“商業(yè)指向”。當(dāng)初因為人類基因組圖譜“專利計劃”落空，不但令他自己錢包大損，甚至后來還被塞萊拉的董事們踢出公司，當(dāng)時文特爾情緒低落到選擇逃到他那艘95英尺長的新游艇“魔法師二號”去自我療傷。但這一次文特爾應(yīng)該不再失手了，“人造生命”成果由文特爾自己的研究所一手掌控。
據(jù)美國媒體報道，文特爾已經(jīng)和石油巨頭埃克森美孚達(dá)成協(xié)議，要制造可以吸收二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為燃料的藻類——一種能賺大錢的有機化合物。
專訪《人造生命》雜志主編馬克·貝多
問：這項成就是否真的代表著新生命的創(chuàng)造？
答：出于兩個原因，不該稱這項成就為“新”生命的創(chuàng)造。首先，它所創(chuàng)造的生命形式并不是新的。在此過程中大致完成的，是對現(xiàn)有細(xì)菌的生命形式的重塑，只不過它被賦予了一個經(jīng)修復(fù)（在實驗室里合成）的基因組，該基因組又被植入種類略為不同的細(xì)胞質(zhì)而已。
從先前不曾存在過的意義上來說，這種方法可以較為簡便地用來生產(chǎn)某種“新”的物質(zhì)。那就是引入足夠的新基因（或者剔除足夠的現(xiàn)有基因）。這一點在技術(shù)上是切實可行的，而最終利用這種潛質(zhì)，原先也是創(chuàng)造“合成細(xì)胞”的主要動機。然而，應(yīng)該強調(diào)指出：創(chuàng)造全新的生命形式也許是非常困難的。這是因為，甚至連最簡單的生命形式也是非常復(fù)雜的，所以要預(yù)測你在大幅度改變它們的基因組時會發(fā)生什么是非常困難的。
如今，即使合成基因組和任何現(xiàn)有的生命形式存在本質(zhì)區(qū)別，人們也依然可以對新生命的創(chuàng)造這一說法提出質(zhì)疑，因為合成細(xì)胞是通過改造現(xiàn)有的生命形式而構(gòu)建的。合成細(xì)胞中的所有物質(zhì)，幾乎都源自于先前存在的生命形式，只有基因組是合成的。從這個意義上可以說，只有在整個細(xì)胞經(jīng)合成的條件下，合成細(xì)胞才有資格稱為“新”的生命。世界各地有少數(shù)研究團隊致力于用僅僅購自化學(xué)品供應(yīng)公司的物質(zhì)來創(chuàng)造完全的合成細(xì)胞（有時候稱為“原始細(xì)胞”）。當(dāng)然，即使是活生生的原始細(xì)胞也無法從零開始創(chuàng)造，因為它是由預(yù)先存在的物質(zhì)構(gòu)成的。
問：這項目技術(shù)有助于延長人類壽命嗎？它能治愈糖尿病和癌癥等頑疾嗎？
答：雖然這項成就是合成基因組的一個里程碑，但在利用合成生物學(xué)來增進(jìn)健康和治療疾病方面僅僅邁出了一小步。接下來，這個研究團隊將試圖研制攜帶有指令、促使細(xì)菌變成流感疫苗的合成基因組，但是邁出那一步究竟有多么艱難，誰也無法知曉。
問：合成細(xì)胞能復(fù)制嗎？如果這樣的話，它的子細(xì)胞能獨立生存嗎？
答：帶有植入基因組的細(xì)胞是會復(fù)制的，就像最終形成的子細(xì)胞一樣。事實上，在研究人員能將細(xì)胞經(jīng)冷凍存檔前，菌落已經(jīng)歷了10億次的復(fù)制。
問：如果細(xì)菌細(xì)胞偶然傾棄于環(huán)境會發(fā)生什么不測？是否可以采取預(yù)防措施？
答：在這個領(lǐng)域工作的研究人員都充分意識到：創(chuàng)造僅存在于研究實驗室的合成細(xì)胞與創(chuàng)造傾棄于環(huán)境的合成細(xì)胞，兩者之間有著巨大的倫理差異。傾棄于環(huán)境會招致不容忽視的風(fēng)險。由于這個原因，任何傾棄于環(huán)境的行為只有在相應(yīng)苛嚴(yán)的條件下才可以考慮。不過，偶然發(fā)生意外和并非蓄意地傾棄于環(huán)境的可能性依然是存在的。在這種情況下，有兩點是應(yīng)該引起重視的。
首先，即使在實驗室的理想條件下，要讓合成細(xì)胞存活也不是一件易事。所以，合成細(xì)胞偶然傾棄于環(huán)境只會導(dǎo)致它們迅速消亡。
其次，目前正在展開有關(guān)的討論，計劃對合成細(xì)胞建立多重保護。其中包括賦予它們嚴(yán)格限制的壽命、安裝通/斷開關(guān)，使它們對環(huán)境中天然不存在的食物或條件產(chǎn)生依賴性，或是采取措施阻止它們進(jìn)化。除此之外，重要的還在于建立幫助追究責(zé)任的獨特辨識標(biāo)志。值得注意的是，文特爾團隊合成的細(xì)胞就融入了這種“水印”。
人造生命的水印
人造基因組中加入的“水印”是為了將其與天然基因組區(qū)別開來。文特爾此前在接受采訪時曾表示：“這些‘水印’中包含著一些加密信息。如果要破譯這個信息，首先要確定‘水印’中暗含的氨基酸序列。”雖然文特爾拒絕透露這些加密信息究竟是什么，但他的話也給破解這個謎團提供了線索。
有人對文特爾研究所提交的基因組進(jìn)行了分析。由于每三個相鄰堿基可以決定一個氨基酸，并可以用一個字母代碼來表示，將幾條水印中氨基酸字母代碼組合起來后發(fā)現(xiàn)，原來這是一句如詩般的名言，作者是愛爾蘭的作家和詩人詹姆斯·喬伊斯。“去活著，去犯錯，去跌倒，去勝利，去從生命中創(chuàng)造新生命。”這個經(jīng)典的句子第一次有了新的載體——蛋白質(zhì)。這句話本身就是對這個事件和人造生命的寫照和祝福。不知道天上的喬伊斯如果知道自己的詩句會有如此進(jìn)步且革命性的應(yīng)用，會作何感想？
或許，這條水印將跟隨人類第一個完整的人造生命寫入歷史。
參考資料 >
美國造出最簡單的人工合成細(xì)胞：473個基因.驅(qū)動之家·.2019-07-25