2010年5月20日,美国科学家克雷格·文特尔在《科学》杂志上公布了历史上首个“人造单细胞生物”的诞生,这是地球上第一个由人类创造并能自我复制的新物种。这一“爆炸新闻”立即引发了公众的惊叹与恐慌。如同克隆技术最初的发展一样,合成生物学迅速成为国内外媒体和公众关注的焦点。
中国科学家的反应非常迅速。在不久前举行的中国科协第40期新观点学术沙龙上,“合成生物学的伦理问题与生物安全”成为热议主题。中国科学院院士、北京基因组研究所研究员杨焕明指出:首先,合成生物学到底有何益处,中国科技界如何获得国家支持?其次,如何防范合成生物学的风险?第三,如何向公众解释以缓解恐慌?
什么是合成生物学?
合成生物学是近年来新兴的学科,与传统生物学通过解剖生命体研究其内在构造不同,合成生物学旨在设计自然界中原本不存在的生物或对现有生物进行改造,将工程学思想融入生物学研究。中国科学院心理学研究所研究员王晶比喻道:“以造汽车为例,合成生物学将复杂的生命系统分解为各个元件,建成标准化的元器件库,再将这些元器件组装起来。因此,合成生物学的一个重要内容是建立理想的载体细胞,即‘底盘’,以实现设计新物种。”
王晶介绍,合成生物学的发展涉及四项关键技术:首先是测序技术,了解原有系统才能设计新系统;其次是计算机模拟建模,通过分析生命系统构成,编制新的生命体系;第三是从无到有获得新基因;最后是通过移植技术获得新生命细胞。
文特尔在《科学》杂志上公布“人造单细胞生物”后,中国科学院科研人员孙明伟等指出,嵌合体细胞应用遗传工程手段早已实现,而文特尔的“人造细胞”仅是遗传物质由人工合成,其他组分均来自已有生命形式。因此,媒体“首个人造生命”的说法言过其实。文特尔等人的论文标题《创造由化学合成基因组控制的细菌细胞》更为严谨。尽管如此,这项孕育15年、耗资4000万美元的成果仍是生命科学的一大进步,具有里程碑意义。
实际上,《科学》杂志早在1911年就出现了“合成生物学”一词。2000年后,该术语在学术刊物和互联网上大量出现;2004年,被MIT《技术评论》评为“将改变世界的10大新技术之一”。美国生物经济研究协会2007年的报告指出,合成生物学将比DNA重组技术发展得更快。
合成生物学的伦理和安全问题不能被过分夸大
军事医学科学院研究员王效义表示:“科学家完全可以掌控合成生物的安全性。”从医学角度看,在未知危害前不会贸然利用,而是先评估并制定措施。若威胁性大且人类无法控制,可将其扼杀在实验室里。目前合成生物学处于初期阶段,过多措施不必要,可随发展逐步制定。他强调:“伦理和安全问题可能存在,但不能过分夸大。”
军事医学科学院副研究员凌焱指出:“这些技术用于创造人造生命还有很长的路。”杨焕明也呼吁不要渲染安全问题,应相信科学发展带来的机遇。
希望合成生物学不要重蹈转基因覆辙
杨焕明说:“我真希望合成生物学的讨论不要走转基因那条路。”干细胞、转基因在发达国家的伦理讨论中多为负面,且出现严重误导。他认为合成生物学最大的负面效应是拉大发达国家与发展中国家的差距。中国科学院微生物所研究员李寅认为,生物安全未必是真正挑战,当前更应关注国际专利和创新技术,中国需从国家层面支持原创研究。
美国众议院能源和商务委员会于2010年5月27日就合成生物学举行听证会,结论是合成生物技术目前不会引起环境、安全及伦理担忧,但需关注其发展。科学家认为,在良好监管下,合成生物学将在清洁燃料、新疫苗及廉价药品等领域广泛应用。美国国家科学基金会2006年投入2000万美元建立合成生物学工程研究中心,欧盟2007年启动了相关引导项目。杨焕明呼吁中国立即行动,积极投入研究,至少获得不落后于美国的技术水平。
国家安全比生物安全更紧迫
中国科学院微生物所研究员高福指出,美国已在国防部成立合成生物学研究所,将其置于与核武器同等重要位置。军事医学科学院研究员梁龙说,合成生物学带来的生物安全问题在于:研究它安全还是不研究它安全?若“流氓国家”研究,我们应如何应对?加拿大阿尔伯塔大学法学院博士杜立认为,讨论伦理和生物安全是必要的,涉及国民安危和民众理解科学,也是中国作为负责任大国的要素,但不能因此绊倒研究步伐。