“人造生命”來了

人類對于生命起源、生命的秘密始終充滿好奇。繼克隆之后，“人造生命”已經(jīng)成為人類最關(guān)注的話題。

人造生命重在“改造”

2001年，美國生物學家克雷格·文特爾宣布將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不存在的新物種。2003年，他的團隊合成了噬菌體基因組。4年后，他將絲狀支原體DNA移植到山羊支原體細胞中，首次實現(xiàn)了不同細菌種類的整個基因組的替換，將一種物種變成另一種物種。2007年10月8日，他表示已在實驗室成功地制造出一個合成的人造染色體。2009年8月21日，他再次向外界宣稱，年底或出現(xiàn)“人造生命”。

面對或許即將誕生的人造生命形態(tài)，世界充滿好奇、疑惑和擔憂。

“每個‘生命’必須具備三個最基本要素，新陳代謝、遺傳，以及能夠承載起上述運行功能的實體，也就是細胞。”中國科學院上海生命科學研究院研究員趙國屏院士說。

人造生命還可以由較低級的形態(tài)體現(xiàn)，譬如人造的病毒或類病毒，這些“生物”能夠借用現(xiàn)有的細胞去實現(xiàn)代謝和遺傳功能。而更長遠的“人造生命”目標，是要按照人的要求去改造和創(chuàng)造生命過程或生物體。

不是為了“人造人”

“改造生命的目的是什么?不是為了像科幻電影里那樣，用機器造一個‘人’出來。”趙國屏說，很多年后，當人類可以合成一個胚胎干細胞的時候，基本上就有了合成動物的能力，當然，也包括“人”。但是，其目的應(yīng)該是利用合成生物學研究認識胚胎干細胞，使之為人類健康服務(wù);而不是在“克隆人”之后，再搞“人造人”。

地球上，除了陽光、風和水等能源，工業(yè)化以來的人類主要使用的能源是來自石油和煤炭的化學能。就其形成過程而言，石油和煤炭的本質(zhì)都是太陽能經(jīng)由生物(光合作用)作為媒介轉(zhuǎn)化、積聚而來。

生物對太陽能轉(zhuǎn)換而來的生物質(zhì)能量的利用效率很高，然而這個能量的利用過程是分步的、緩慢和分散的(個體化的)。

“我吃一頓午飯所得到的能量就足以支持我一下午的工作，但如果用這碗飯來燒水，一杯水都燒不開，更不用說用于開車了。”趙國屏說，“反之，能量積聚方式的不同，決定了石油和煤具有了高度濃縮的特性，可以極快地大量集中釋放。所以，當人們直接從植物淀粉或秸稈生產(chǎn)出酒精等生物質(zhì)能源時，也必須付出代價，消耗能量和時間將這些分散的物質(zhì)集聚轉(zhuǎn)化成高度濃縮的狀態(tài)。使用合成生物學開發(fā)生物能源就是希望通過改造生物，降低這種集聚轉(zhuǎn)化的成本。”即便如此，生物質(zhì)能源在未來也不大可能成為最主要的能源使用方式，能占據(jù)可替代能源10%左右的比例已經(jīng)不錯了。

除了對于生物能源的貢獻之外，人造生命存在醫(yī)學、制藥、化工、材料、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域之中。

將帶來科學革命

“今天，我們既要看到合成生物學的科學意義，更要看到其工程技術(shù)意義，還要看到它的產(chǎn)業(yè)意義。舉例來說，過去，人們一般在體外改造抗生素，而有了合成生物學，我們就可以實現(xiàn)抗生素在微生物體內(nèi)改造，甚至設(shè)計生產(chǎn)一些以前沒有的化合物，為人類服務(wù)。”

合成生物學“改造”的特點，令人產(chǎn)生浪漫想象——是不是有可能給每個人背上都接種上葉綠素，自身進行光合作用制造能量養(yǎng)活自己呢?

趙國屏講了這樣一個故事:假如確有這樣一個人，到了火星上，發(fā)現(xiàn)食物不夠，必須靠身上的葉綠素，利用太陽光來獲得能量;他立即覺得能吸收太陽光的面積太少了，于是就長了很多手，以增大體表面積;之后又發(fā)現(xiàn)光合作用必須的水吸得不夠，于是就長了很多條腿去吸水——這時，他發(fā)現(xiàn)自己變成了一棵樹，再也不具備動物行動自如獲取食物的能力了。

“任何改造都必須基于自然規(guī)律，不能超越自然規(guī)律。”這是他的結(jié)論。

(摘自《瞭望東方周刊》)