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[科普中国]-消灭“上帝”的尝试:揭示生命本质

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据《北京日报》报道,不久前,美国科学家J·克雷格·文特尔对外宣布,他的实验室已经成功合成出迄今为止基因数量最少的人工细胞——辛西娅3.0,仅靠473个基因就能够维持生命体特征。这一发现不仅是人工生命事业的巨大进步,也标志着对生命基本原理的研究将谱写新的篇章。

生命如何进行人工合成

《钱江晚报》曾报道,早在2010年,当J·克雷格·文特尔宣布他合成出了世界上第一个人工生命体“辛西娅1.0”时,立刻在社会上引起了轩然大波。这当中既有人感慨科学事业伟大进步,也有人对挑战“造物主”权威表示担忧,以及对现实伦理问题的顾虑。美国《新闻周刊》甚至以《扮演上帝》为题对他进行了封面报道。

但这并不影响文特尔这个先锋科学家对人工生命事业的热忱。他在访谈中简要介绍了人工生命的合成原理:将一个健康的细菌细胞的DNA去除掉,然后替代为它自己制造的碱基。这就等于文特尔自己设计了一套DNA,也像是把一个灵魂植入一个非生命体中,使它“活”过来一样。

有望成为揭示生命本质的钥匙

据《北京日报》报道指出,从辛西娅1.0到3.0,人工合成细胞不是越来越复杂。相反,基因数量从901个减少到了473个,而一个正常细胞的基因数量一般需要两万以上。

在维持正常生命体特征的前提下,最大限度地减少基因数量,通过削减不同基因并加以控制、对照,可以帮助科学家具体地理解每个基因对生命活动的影响,从而进一步探索基因的作用以及他们之间的关系。

生命的运行规律中有很多“黑箱”存在,每一个“黑箱”都是一个谜团,而基因中则藏有生命运行规律的答案。基因通过编码表达出不同的蛋白质,并指导不同功能的蛋白质排列组合形成细胞,细胞再次分化,最终形成人体。基因的背后掩藏着生命的本质。

在有些人看来,文特尔已经不是要取代上帝,而是要消灭上帝。

研究人工合成基因技术现实意义何在?

人工合成基因项目的研发在世界各国其实由来已久。对人类来说,该项研究最大的益处体现在基础医学上,运用此项技术可以干预一些疾病。比如艾滋病是由于一种叫“gp120”的膜受体蛋白作为介质导致艾滋病毒攻入体细胞。若利用这一技术对这个蛋白进行突变,就可以避免病毒的干扰,从而有望治愈艾滋病。

除了在理论上的突破,人工合成基因技术在实验上也有了可喜的进步。2015年,有研究团队通过人工合成基因技术治好了小白鼠的肌肉萎缩症。

未来,人工合成基因技术很可能会成为各种遗传疾病患者的福音。除此之外,对于生命运行底层逻辑的探索以及对生命起源的追问,还将给人们带来更多意想不到的惊喜。(张艳东)

本文由《科技日报》经济特刊副主编尹传红进行科学性把关。