美国生物学家克雷格·文特尔领导的研究小组于2010年5月20日宣布创造了世界上第一个由人造基因组控制的细胞,这一里程碑事件引发了广泛关注和争议。6月7日,文特尔教授接受了本报记者的书面采访,就相关问题进行了深入解答。
问:有人说你们从事的是“人造生命”的研究,请简单介绍一下“人造生命”与自然界生命之间的相似点与不同点。
答:我们并不称之为“人造生命”,因为它本质上是一个活的细胞。我的团队创造的是一个合成细胞。我们化学合成了一个基因组,除了极微小的差异外,该基因组与丝状支原体(Mycoplasma mycoides)的基因组完全相同。随后,我们将该基因组插入到山羊支原体(Mycoplasma capricolum)的细胞中。插入的基因组启动了细胞,使其表现出丝状支原体的表型。实际上,除了基因组是化学合成的之外,这个合成细胞与自然界的细胞完全一致。
问:请您简要介绍从事人造细胞研究的经过。
答:1995年,我的团队首次完成了流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)基因组的完整测序。创造合成细胞的想法源于我们成功完成第二个基因组——生殖道支原体(Mycoplasma genitalium)的测序。该基因组仅约580 kb,是所有自由生存物种中最小的基因组。我们好奇它究竟能小到何种程度仍能维持自由生存,于是提出了“最小基因组”的概念。我们的研究发展为创造一个合成细胞,并以此刻画最小基因组的特征。从合成大片段的DNA到使合成的DNA启动一个细胞,这一分子生物学领域从未被探索过的方向充满了挑战。通过大量努力以及我的人才团队和他们的独特技能,我们成功克服了这些挑战。
问:人工合成细胞研究的目的或意图是什么?你们研究的长期目标是什么?
答:我们合成细胞的工作已经产生了一个强大的分子生物学工具包,将大大增强我们对生命机制的理解。例如,我们将能够确定每个基因的功能,并获得对细胞机制的全面理解。我们的长期目标之一是能够对生命进程进行数字化。利用计算机和机器人系统,我们可以设计、合成并选择具有最佳性能的合成细胞,这些细胞将应用于医药、工业、能源和环境等多个领域。
问:有人说你们的研究将打开“潘多拉盒子”,甚至创造出可能无法控制的新物种。对此您怎么看?
答:我们的研究从一开始就积极处理与合成基因组学相关的伦理、法律和社会问题,并制定和实施适当的保障措施。就像每一种新技术一样,合成基因组学既有益处也有风险,但在此情况下,益处远远大于风险,这一点已得到普遍认同。
问:中国曾参与人类基因组测序,并在动物和植物基因组学及其他生命科学领域做出努力。您对中国科学家的努力有何评价?对中国同行有何建议?
答:中国科学家已经并正在为生物科学,特别是基因组学领域做出重大贡献。我深信,未来中国科学家也将在合成基因组学领域发挥重要作用。