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世界首例“人造生命”诞生

时间:2010-05-22 14:55来源:新浪网 作者:admin 阅读:

 美国生物学家克雷格·文特尔制造生命的过程

美国生物学家克莱格·凡特制造生命的过程
“合成细胞”菌落图
“合成细胞”菌落图

  新浪科技讯 北京时间5月21日消息 据国外媒体报道 美国基因组学先驱克莱格·凡特(Craig Venter)昨天宣布利用丝状支原体在实验室中成功制造出全球首个“合成细胞”。《科学》期刊在网上发表了这项研究,这被许多独立科学家和哲学家誉为一个生命科学领域的标志性突破。

  凡特对英国《金融时报》表示,“我们穿越了一道关键的心理障碍,这在科学和哲学两个层面上改变了我们对生命及其机理的认识。”

  研究人员用人工合成的四种碱基组成丝状支原体的基因组DNA片段,并将这些片段在酵母中粘合成完整的支原体基因组DNA,然后植入山羊支原体细胞中。被植入外源DNA的山羊支原体细胞分裂之后所产生的两个子代支原体中,其中一个表达了丝状支原体的特征。这种合成的细菌有14个“水印序列”附在其基因组上,以便别于同类的天然细菌。在培养皿中,合成细菌的行为(包括分裂)就像天然细菌一样。克莱格·凡特表示,之所以选择丝状支原体,是因为这是一种简单的微生物,便于开发和验证相关技术。这种技术眼下没有实际用途。

  但克莱格·凡特研究所(J Craig Venter Institute)和合成基因组公司(Synthetic Genomics)的科研人员则有意将研究成果向前推进——他们希望设计出能从空气中捕捉二氧化碳、然后产生碳氢化合物燃料的藻类。

  2009年,合成基因组公司与埃克森美孚公司签署了一项6亿美元的协议,旨在制造藻类生物燃料。“我们对天然藻类进行了大量研究,但找不到能以我们需要的规模产能的藻类”凡特表示。而“合成细胞”也许能够帮助人类建立微生物“制造厂”,制造出微生物燃料、微生物药剂、以及分解污染物。

  然而科学的发展总是一把双刃剑,道德主义者指责制造人工生命是“藐视生命”的行为。有人担心“合成细胞”开启了“潘多拉的魔盒”,为未来制造生化武器奠定了基础,因为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。

“人造生命”DNA中带水印

  美国J·克雷格·文特尔研究所的研究人员在最新一期美国《科学》杂志上报告说,他们人工合成了一种名为蕈状支原体的细菌的脱氧核糖核酸(DNA),并将其植入另一个内部被掏空的、名为山羊支原体的细菌体内。通过分裂和增生,细菌内部的细胞逐渐为人造基因所控制,最终成为一种全新的生命。

  这项研究由美国基因遗传学顶尖科学家克莱格·凡特主持,历时十多年,耗资超过4000万美元。项目的负责人J·克雷格·文特尔将“人造生命”起名为“辛西娅”(Synthia,意为“人造儿”)。他表示:“‘辛西娅’其实是一个人工合成的基因组,是第一个人工合成的细胞,也是第一种以计算机为父母的可以自我复制的生物。”凡特博士表示这意味着“一个新时代的到来”。

  科学家们在“人造儿”DNA上写入4个“水印序列”,使其有别于同类的天然细菌,以及在这种生物的后代中识别它的“祖先”。

  此次植入的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。

  技术应用前景广阔

  研究人员希望借此更好地了解驱动所有生命的基础机制,并利用基因工程制造某些种类的细菌,制造出能够产出石油或专以二氧化碳为食的环境友好型“人造生命”。未来他们甚至可以根据客户需求提供“定制”的有机物。

  反对者称会导致灾难

  许多科学家积极评价该成果,美国宾夕法尼亚大学生物伦理学家阿瑟·卡普兰在《自然》杂志上说,文特尔的成果终止了有关生命的存在是否需要特殊力量或能量的争论。“在我看来,这使它成为人类历史上最重要的科研成果。”

  也有相当一部分科学家的评价比较谨慎。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。美国波士顿大学生物医学工程教授吉姆·柯林斯则说,“这项成果破坏了我们有关生命属性的基本信念”。

  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。

  奥巴马下令评估风险

  美国总统奥巴马当天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,敦促生物伦理委员会督察此事,“评估此研究将给医学、环境、安全等领域带来的任何潜在影响、利益和风险,并向联邦政府提出行动建议,保证美国能够在伦理道德的界限之内、以最小的风险获得此研究成果带来的利益”。

 

  ■链接

  如果实验室出现了怪物……

  20日出版的新一期《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电脑设计,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。但人们必须提高警惕,因为与电脑病毒不同的是合成生物物质的可怕自我繁衍能力。

  杂志认为,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。不少人质疑科学家究竟是否能掌控这门科学,有谁能保证它会被理性地应用,从实验室中会不会演变出可怕的怪物。

  该刊提出了这样的问题:如何控制这些能自我复制的人造生命?谁能拥有人造生命基本工具的专利权?

  J·克雷格·文特尔是谁?

  J·克雷格·文特尔是一名具有争议的生物学家,也是一名财产过十亿美元的企业家。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,在2007年和2008年入选《时代》影响世界的100人。

(责任编辑:泉水)
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