哈佛科学家称人工合成生命即将诞生
时间:2008-09-16 02:48 来源:新浪科技 作者:bioguider 点击:次
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据国外媒体报道，美国哈佛大学医学院的科学家日前称，他们最近正在实验室人工构造一种单细胞模型，这种模型能够自我复制和进化，已经具备了“生命”的基本特征。这表明科学家们已经可以将没有生命的物质合成为新的生命形态。 人工合成生命即将诞生 在意大利佛罗伦萨举行的第15届“生命起源国际研讨会”上，美国的科学家公布了他们目前的实验情况。这一消息听起来好象是天方夜谭，但是科学家们正在为此而努力。美国哈佛大学医学院分子生物学家杰克-斯佐斯泰克说，他目前正试图建立一种单细胞模型，该模型几乎可以算得上是一种新的“生命”形态。斯佐斯泰克的原型细胞由脂肪分子构成。脂肪分子可以捕获一些核酸，而核酸中则包含了复制源代码。再由外来能源(如太阳或化学反应)提供能量，这些原型细胞可以形成一个自我复制、自我进化的生命系统，从而满足生命环境的需要。也许这种生命与我们地球上的生命并非完全相同，但他们可以在宇宙的任意空间里形成和存在。 斯佐斯泰克的最新研究成果尚未发布，但近期在意大利佛罗伦萨举行的第15届“生命起源国际研讨会”上，他透露了初步的研究进展。斯佐斯泰克已成功地实现带有遗传信息的原型细胞的复制。当然，这种复制功能并非是完全自动的。“我们在原型细胞的细胞膜生长和分裂方面取得了很大的进展，但我们现在仅仅是实现特定的简单遗传基因序列的复制。我们必须要能够实现任意序列的复制能力。”原型细胞研究其实比起人造生命其他领域的研究都要激进。而且斯佐斯泰克的研究团队一直认为他们的研究并不仅仅只是一种思想，并坚信他们将是人造人命的创始人，并且将很快实现这一目标。然而，现代生命比斯佐斯泰克等人所研究的简单生命系统要复杂得多。 原型细胞与我们人类身体中的细胞并非完全一致。生命的功能，正如一台简单的毫微级计算机，就是利用能量促进化学物质的自我复制。当然，这是一个异常复杂的过程。因此，斯佐斯泰克也承认生命的进化是经历了多少代的努力，而最初的人造生命是非常单纯的。今年夏天，斯佐斯泰克实验室已经证明了核酸能够在原型细胞中复制。虽然许多科学家对原型细胞研究工作持肯定态度，但并非所有科学都承认原型细胞能够对生命的起源给出合理的解释。美国喷气推进实验室地球化学家迈克-鲁塞尔认为，斯佐斯泰克实验室的研究成果令人惊讶，对于生命起源的研究具有重大意义。但他也辩解称，地球最早的生命状分子应该是基于无机化合物，地球早期细胞的容器并非是脂肪酸膜，而是铁的硫化物。 是否会危及地球现有生物？ 斯佐斯泰克表示，即使理论上生命可以起源于其他方式，但他的实验室的相关假设从实验的角度来说都是相对合理的。斯佐斯泰克表示，创造合成生命有三大难关。首先，需要创造细胞容器(即细胞膜)，以使细胞可以将坏分子阻挡在细胞外，允许好分子进入，并拥有繁殖能力。其次需要可以控制细胞各项功能的基因系统，使其可以繁殖并针对环境变化产生变异。另外，需要让合成生命拥有从环境中获取原材料作为食物，然后将其转换为能量的新陈代谢功能。 人造生命与克隆不同。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DNA的基本要素创造新生命。科学家们如果能设计并合成出新的生命，将会在未来帮我们干一些“脏活累活”，其中包括抵御疾病、减少温室气体和吃掉垃圾。不过，人类既要看到人工合成生命可能的巨大应用前景，也必须意识到由此带来的生物伦理问题，以及潜在的不可预知的安全性问题。比如，天花病毒的基因序列已经公布，如果有相应的仪器设备和技术，科学家就能通过人工合成使这一病毒死灰复燃。 一些参与此项研究的科学家认为，人造生命形式有朝一日将提供解决各类问题的可能性，但人类首先需要考虑的却是合成生命可能带来的危险，目前最令我们担忧的是如何去阻止一种极具毒性的人造生命体吞噬地球上已有的生物。有专家指出，地球上存在的每种植物、动物、菌类和原生动物都渴望成为“世界的统治者”。没有什么东西比病毒和细菌更残忍了，而且它们已在这个世界上生存了相当长的一段时期，但其他生物大部分依然健在，因此合成生物更加危险的说法难以成立。 网易探索9月12日讯，据美国《连线》杂志报道，一支生物学家和化学家小组正在将无生气的物质变成活生生的生命。由美国哈佛大学医学院分子生物学家杰克·斯卓斯泰克（Jack Szostak）领导的这支小组正在构造一种单细胞模型，这种模型能够自我复制和进化，已经具备了“生命”的基本特征，几乎可以被称作生命。这表明科学家们已经可以将没有生命的物质合成为新的生命形态。 构建新生命形态 这是科学家在意大利佛罗伦萨举行的第15届生命起源国际研讨会上公布的消息。这一消息听起来好象是天方夜谭，但是科学家们正在为此而努力。他们建造的原型细胞由脂肪分子构成。脂肪分子可以捕获一些核酸，而核酸中含有可以复制的原始遗传代码。通过太阳或化学反应提供外来能量，这些原型细胞可以形成一个自我复制、自我进化的生命系统，从而获得满意的生命环境。这种生命并不像我们地球上的生命，但他们是一种生命的代表，可以在宇宙的任意空间里形成和存在。 斯卓斯泰克的最新研究成果尚未发布，但他最近在意大利佛罗伦萨举行的第15届生命起源国际研讨会上透露了他用遗传物质打造原型细胞方面取得了初步进展。当然，这种复制功能并非是完全自动的，因此它还不是彻底的人造生命，但它已经非常接近将化学物质变成生物有机体的过程。他说：“我们在原型细胞的细胞膜生长和分裂方面取得了更大的进展，但我们现在能做的就是复制有限的简单遗传密码序列。我们必须能复制任何遗传密码序列，使基因密码排序向有用方面进化。” 通过对细胞做些有用的事情，就可以让这些基因构成新的生命形式，并沿着达尔文进化路线演变，如同我们最古老生命所走过的进化之路那样。美国丹佛大学的化学家谢雷福·曼丝先前是斯卓斯泰克实验室的员工，他说：“我们一旦构建一种复制环境，我们希望通过实验手段来确定生命在这样的环境下进化成什么模样。” 原型细胞研究比人造生命其他领域的研究都要激进，甚至有科学家用构成生命所需的最少基因制造了人造细菌。而原型细胞研究人员正在设计一种完全创新的生命形态，是人们从来没有看见过甚至可能从来没有存在过的生命形态。他们一直认为他们的研究并不仅仅只是一种思想，并坚信他们将是人造生命的创始人，并且将很快实现这一目标。然而，现代生命比斯卓斯泰克等人所研究的简单生命系统要复杂得多，因此原型细胞不会像我们身体中的细胞，也不是基因改良的大肠杆菌。 最基本功能的生命有三个基本构成 美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室原型细胞汉斯·宰欧克认为生命的功能如同一台简单的毫微级计算机，就是利用能量促进化学物质进行更多的自我复制。“你得用特殊方式组建你自己，你得从一个地方获得能量，然而将能量转移到另一个地方。”当然，这是一个异常复杂的过程。现代生命得在大量的分子机器控制下完成这一技艺。事实上，简单植物和海藻能完成的一些化学合成远远胜过人类技术。甚至最原始的生命也能让它们通过细胞膜获取营养，建造分子并完成细胞的构成。这些复杂的构成经历了许多代的进化，而最初的人造生命是非常简单的。 大多数研究人员认同最基本功能的生命得有三个基本构成：容器(即细胞膜)、获取能量的方式和生命信息携带者，如RNA或核酸。斯卓斯泰克前期工作已经表明容器可以由一层脂肪酸构成，通过与水反应可以自我装配。因为脂肪酸的一头是亲水的，意味着它可以吸引水，而另一头则是疏水的。当研究人员将大量的脂肪酸分子集合一起时，它们形成一个封闭的环来抵挡水的入侵。在某种情况下，这些脂肪酸膜可以让核酸通过，并包在此膜中开始复制。在这个月出版的《美国国家科学院》学报的一篇论文中，斯卓斯泰克表明特殊的脂肪酸膜能在不同温度下稳定存在，且可以操纵DNA分子。而今年夏初，斯卓斯泰克实验室已经在一篇《自然》杂志上的论文中证实了核酸能够在原型细胞中复制。 是否会危及地球现有生物？ 研究人员认为我们所知的随机事件就是这样制造生命的。虽然许多科学家认为原型细胞研究工作相当不错，但并非所有科学都承认原型细胞能够对生命的起源给出合理的解释。美国喷气推进实验室地球化学家迈克·鲁塞尔认为，斯卓斯泰克实验室的研究成果令人惊讶，但担忧此工作对于生命起源的研究是否具有重大意义。但他也辩解称，地球最早的生命状分子应该是建立在无机化合物的基础上，不过，地球早期细胞的容器并非是脂肪酸膜，而是硫化铁。 美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的科学家认为我们可能不会知道生命到底是如何起源的。“这是一个好模型，但末必就是这样诞生生命的。”对此，斯卓斯泰克说：“无论如何，我们现在非常确信细胞膜生长和分裂能在非常合理的生命起源之前的环境下出现。”如果科学家真的找到了生命诞生的方式，那人造生命就不会是天方夜谭。不过，一些参与此项研究的科学家认为，人造生命形式有朝一日将提供解决各类问题的可能性，但人类首先需要考虑的却是合成生命可能带来的危险，目前最令我们担忧的是如何去阻止一种极具毒性的人造生命体吞噬地球上已有的生物。有专家指出，地球上存在的每种植物、动物、菌类和原生动物都渴望成为“世界的统治者”。甚至一些居心不良的人可能会利用相应的仪器设备和技术，让消亡的病毒通过人工合成使其死灰复燃，比如天花病毒。 (责任编辑：泉水) |
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