把人造细胞叫“人造生命”有点过

　　近日，据美国《纽约时报》、《新闻周刊》、英国广播公司等国际媒体报道，美国研究人员成功制造了世界首例“人造生命”。它是一个由人造基因控制的单细胞支原体（国内很多媒体在报道时将这个人类首次合成的支原体误作“细菌”），被命名为“辛西娅”（Ｓｙｎｔｈｉａ，意为“合成体”）。相关论文发表在５月２１日出版的美国著名学术期刊《科学》上。不过，《科学》杂志以及一些专业科技媒体都把“辛西娅”称为“人造细胞”，而非“人造生命”。

　　人类得到了“终级能量”？

　　自进入工业文明以来，特别是１００多年来生命科学的发展，让人类一直思考这样一个问题：人类能够创造生命，甚至像上帝那样创造万物吗？这无疑是自诩“万物之灵”的人类渴望得到的“终级能量”。很多人创作过关于“人造生命”的书籍、电影，其中较著名的是英国作家阿道司·赫胥黎１９３２年出版的《美丽新世界》一书。书中设想了一个未来社会，每一个人从胚胎起就被养育在瓶子里，完全是工厂制式化生产出来的成品。

　　在实际科学研究中，人类试图代替上帝角色，创造出一个“美丽新世界”，这便是依托于人类基因组计划的“人造生命”研究。提到著名的人类基因组计划，有一个美国人的名字无法绕过——克雷格·文特尔，此人兼具生物学家和企业家双重身份，曾在２００７年、２００８连续入选美国《时代》周刊 “最具影响力１００人”，在推动基因组学基础研究及相关技术应用方面充当重要角色。２００６年１０月，文特尔建立了非营利科研机构——克雷格·文特尔研究所，吸引了许多一流人才加入。这一私人研究机构的实力，毫不逊色于国际上很多著名的大学或研究所。

　　“人造生命”作为合成生物学中最具野心的分支，其基本设想便是通过剥离生物体细胞的各部分，使其只剩下基本的遗传构成，随后重新组合。最终目标是利用人工合成的遗传物质，在实验室里制造一种自然界中根本不存在的物种。

　　在此次研究中，研究人员合成了名为“丝状支原体”的单细胞生命的ＤＮＡ（脱氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分），并将其植入另一个内部被掏空的、名为“山羊支原体”的微生物的细胞内。经过多次失败，研究人员最终使植入人造ＤＮＡ的支原体获得新生，并开始在实验室的培养皿中繁殖。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，用于生产燃油或消解有毒废物等。

　　需要注意的是，研究人员此次制造的“辛西娅”是一种最小、最简单的单细胞生命——支原体。支原体是已知的可以自由生活的最小生物，也是最小的原核细胞（一切生物结构和功能的基本单位，主要特征是没有以核膜为界的细胞核）。它是一种比病毒大、比细菌小的原核微生物，与细菌相比它们的突出特点是没有细胞壁。国内很多媒体在报道时将这个人类首次合成的支原体误作“细菌”。

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　　计算机是“人造细胞”之母

　　许多基因技术的研究总是伴随着伦理纷争。此次研究公布之后，也在社会上引发热议，美国总统奥巴马在致信负责生物伦理问题研究的一个总统委员会时表示，需要确定这类技术的合适伦理界限，将其危害控制到最小。在各种伦理问题中，首当其冲的便是“父与母”的问题。辛西娅命也面临同样的问题，因为它的父母不是同种生命体，而是计算机。以下是辛西娅的“出生”过程：

　　①科学家将“丝状支原体”的染色体解码，然后利用化学方法一点一点地重新合成ＤＮＡ。

　　②将重组的ＤＮＡ碎片放入酵母液中，令其慢慢地重新聚合。

　　③将人造ＤＮＡ放入另外一个受体支原体——“山羊支原体”的空壳中。通过生长和分离，受体支原体产生两个细胞，一个带有人造ＤＮＡ，另外一个带有天然ＤＮＡ。

　　④培养皿中的抗生素将带有天然ＤＮＡ的细胞杀死，只留下人造细胞不断增生。

　　⑤几个小时之内，“山羊支原体”内原有ＤＮＡ的所有痕迹全部消失，人造细胞不断繁殖，新的生命诞生了。

　　在以上过程中，制造辛西娅的关键一步是基因组测序和合成，而这两个过程都与目前热门的生物信息学密切相关，而生物信息学的重要支撑便是计算机。从基础的生物学知识中我们已经得知，基因（有遗传效应的ＤＮＡ片段）由４种碱基——Ａ、Ｇ、Ｃ、Ｔ（分别称作腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶）——组成，任何一个ＤＮＡ片段通常可以由这４种碱基组成的序列表示，所有的遗传信息都包含在这些序列中，后续的生命特征的表达都依靠这些遗传序列，因为这些序列决定了最后的蛋白质表达，而蛋白质是生命的基石。

　　再复杂的生命体最核心的遗传物质都可以用Ａ、Ｇ、Ｃ、Ｔ组成的序列简单地表示，这就给了计算机一展身手的空间。举例来说，在过程①中需要解码和合成的ＤＮＡ片段共同包含１０８万个碱基对（在ＤＮＡ中碱基以成对的形式出现），而人类基因组更是含有约３０亿个碱基对，如此庞大的序列缺少了计算机的帮助是不可想象的。在基因信息传递的过程中需要用到大量的设计软件和进行计算工作。正像文特尔在接受媒体采访时所说的：“生命从根本上来说就是一个信息处理的过程。”

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　　“人造生命”还没“魂魄”

　　毋庸置疑，辛西娅的出现是生命科学史上的一个重要事件。英国《经济学家》杂志２０日评论说，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。科学界也对文特尔研究团队的工作给予了高度评价，美国拉特格斯大学分子生物学家理查德·埃布赖特说：“这是人与自然关系的一个转折点，历史上第一次有人创造了一个完整的带有预定特性的细胞。”

　　严格意义上说，支原体这样的单细胞微生物也可以被定义为生命，但无论是《科学》杂志还是其他较严谨的专业科学媒体，都将此次成果称作 “人造细胞”。但一些大众媒体毫不犹豫地将“人类取代上帝创造生命”作为看点。对辛西娅的“出生”，人们有支持也有反对。在反对者看来，人造的有机体如果扩散到自然界，引发生物基因变化，可能造成环境灾难。更有甚者，开始担忧人类充当上帝角色所引发的种种恶果，害怕有一天像《弗兰肯斯坦》（１９世纪初英国诗人雪莱的妻子玛丽·雪莱所写的科幻小说）中的“人造人”那样的怪物会降临人间。

　　反对者的意见也有其道理，但从目前研究人员的工作进展来看，这些反对还为时过早。自然界的生命是如此复杂，到目前为止研究人员所做的仅仅是制造出了一个最简单的生命体。《科学》杂志说，“辛西娅”是否会像自然存在的支原体那样生活、繁衍还是未知数。这主要是因为目前意义上的“人造生命”还未“还魂”。形体出来了，但对生命的“魂魄”，即进化、运动、反应、繁殖以及更高级的智慧等，科学家还远未参透个中玄机。

　　为什么研究人员只能合成最小、最简单的单细胞生命，而不是像老虎、狮子、大象甚至人那样活灵活现的生物？这主要是因为，众多基本的生命过程（包括生物、化学、物理过程），如细胞信号转导、干细胞分化、微尺度下ＤＮＡ分子运动等，都还未弄清楚，说“人类将扮演上帝的角色来创造生命”，为时过早。