天使抑或魔鬼 評(píng)人造生命的誕生
生物谷網(wǎng)站資深編輯：張發(fā)寶 博士
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10年前,，人類相了解一種生物的基因組，需要花費(fèi)巨額資金,，而今天幾乎任何人都可以不必花大錢，很快了解自己的全部基因組序列,。一個(gè)人的10億個(gè)堿基的完全測(cè)序,，僅需要8萬元人民幣,，只需要花費(fèi)1個(gè)人，大約1個(gè)月的時(shí)間,，而且測(cè)序的精確度遠(yuǎn)高于當(dāng)時(shí)的大規(guī)模人類基因組計(jì)劃的結(jié)果,。如果是一些較低等的生物，所需要花費(fèi),，以及時(shí)間會(huì)更少,。從數(shù)千萬美金到幾萬人民幣，從數(shù)年到短短的一個(gè)月,，數(shù)上千人的團(tuán)隊(duì)到一個(gè)人的簡(jiǎn)單工作,，在短短十幾年間便完成了，似乎令人不可思議,，但卻是事實(shí),。
十年前，人類認(rèn)為只要掌握了基因組,，就可以制造出人工生命,，但后來幾乎被否定了。因?yàn)樯膹?fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過基因組本身,，還有蛋白質(zhì)組,，生命過程的復(fù)雜調(diào)控機(jī)制。但無論怎么復(fù)雜,，但這并不代表不可能,。生物谷旗下的研究機(jī)構(gòu)人員稱，現(xiàn)在只需要花大約15天時(shí)間合成大約10K長(zhǎng)的全基因（DNA或RNA）,，也意味著,，象SARS，禽流感,，乙肝等病毒的基因組,，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)能輕易地合成！而且對(duì)病毒的一些特定的變異區(qū)基因組進(jìn)行深入研究,，就有可能人工制造出病毒的各種變異體,，甚至可以將多種病毒合成種一種新的病毒。
最新有令人更驚奇的報(bào)道,，曾在破解人類基因組計(jì)劃中起重要作用的科學(xué)家克雷格·文特爾,，向100多個(gè)國(guó)家的專利機(jī)構(gòu)為自己的“造物技術(shù)”提出了專利申請(qǐng)，據(jù)稱,，他們研制的世界第一種“合成物種”已接近成活。
據(jù)報(bào)道,，文特爾和他領(lǐng)導(dǎo)的位于美國(guó)馬里蘭州的研究所一直致力于人工制造新型微生物,，他們所采用的是合成生物學(xué)的辦法———將攜帶特定遺傳密碼的DNA片段合成最小,、最簡(jiǎn)單的基因組，并將該基因組植入已去掉遺傳密碼的細(xì)菌體內(nèi),，形成新的微生物,，然后觀察它們是否能激活，進(jìn)行新陳代謝和繁殖,。這種細(xì)菌能吸收二氧化碳,，減輕溫室效應(yīng)，還能產(chǎn)生氫氣和生物能源,。
文特爾將這項(xiàng)技術(shù)稱為“支原體實(shí)驗(yàn)”,，合成出的是一個(gè)簡(jiǎn)單細(xì)菌，僅包含500個(gè)左右的最基本基因,。文特爾的研究所在專利申請(qǐng)書中稱,，他們擁有這些基本基因和一種“可自行生長(zhǎng)、繁殖的合成生物體”的所有權(quán),。文特爾7日向外界解釋說：“我們申請(qǐng)的只是方法專利,。”當(dāng)被問及世界第一種“合成物種”在實(shí)驗(yàn)室里是否已成活時(shí)，他表示：“我們已經(jīng)快成功了,。”
不管文特爾的專利是真是假,，是否真按他所說的是新的生物，從科學(xué)的角度上講,，是可能的,。
近年來有關(guān)人造生命，有以下幾大發(fā)展方向：
1 人造組織和器官方向,。即通過人工的力量,，制造出與組織器官相似的，甚至完全一致的組織和器官,，用以彌補(bǔ)和改善目前不足,，或疾病情況。
這里面主要有三種模式：
（1）仿生學(xué)模式,。最早如人造心臟,，人造眼球等是成功的案例。通過仿生學(xué)原則,，從物理的,，或機(jī)械上實(shí)現(xiàn)這些組織或器官的功能，從而達(dá)到部分替代作用,，改善疾病,。這些都是基于物理學(xué)。一些電影中描述未來的機(jī)器人具有思維能力,，自我復(fù)制能力等,。這是將目前的仿生理論過度強(qiáng)化了,，使機(jī)器人也具有人類的思維能力。這也許在將來某一天會(huì)出現(xiàn),，但近期還不可能,。因?yàn)閺谋粍?dòng)地執(zhí)行某些程序和命令，到主動(dòng)地實(shí)現(xiàn)程序和命令,，這是一個(gè)難以跨越的門檻,。
（2）體外組織培養(yǎng)模式。通過人工使用一些可降解基質(zhì),，結(jié)合體外細(xì)胞組織培養(yǎng),，從而生長(zhǎng)出具有某些組織或器官的“組織”，進(jìn)而移植體內(nèi),，以實(shí)現(xiàn)替換作用,。前幾年比較流行的“人造人耳”就是此例。通過一個(gè)與人耳類似的可降解基質(zhì),，讓細(xì)胞種植在基質(zhì)上生長(zhǎng),，當(dāng)基質(zhì)降解以后，便形成具有耳形狀的組織體,。目前國(guó)內(nèi)多家生物工程實(shí)驗(yàn)室在嘗試類似的實(shí)驗(yàn),。但客觀地說，這與實(shí)際相差很大距離,，人體任何一種組織都是由不同類型的細(xì)胞有機(jī)地結(jié)合在一起的,，而不是單純某一類型細(xì)胞，而目前人造組織幾乎不可能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的定向生長(zhǎng)和培養(yǎng),。這種形似組織但純不是“神似”組織,。
（3）體外克隆。利用體內(nèi)的細(xì)胞,，通過基因工程的克隆技術(shù),，使細(xì)胞定向分化為某一類型細(xì)胞，從而實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)出體外器官?，F(xiàn)有的技術(shù)仍局限于體外大量培養(yǎng)某些細(xì)胞,，如骨髓。目前已用于治療某些白血病,。但要培養(yǎng)或克隆出復(fù)雜的組織器官,，仍不是一朝一息的事情，它遠(yuǎn)比克隆一個(gè)整體的人困難得多,。
2 人造微生物
由于高等生物的基因組的復(fù)雜性,，以及細(xì)胞調(diào)控過于復(fù)雜，超出目前科研范圍。但是一些低等的微生物,，卻成為重要的突破口,，其基因組簡(jiǎn)單,，功能也十分明確,。因此，仿制或改造基因組,，從而產(chǎn)生新的微生物是完全有可能的,。
而且，許多“古細(xì)菌”或特殊生物,，具有特殊的特征,，如吸收甲烷，吸收CO2,，煉石油,，冶煉金屬，分解垃圾,，分析一些難以自然降解的有機(jī)物,，這些特殊的特征，有可能成為改造地球環(huán)境的重要的工具,！傳統(tǒng)的廢物處理廠,，實(shí)際上整個(gè)流程也許可以在某些微生物體內(nèi)得以實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)階段主要還是尋找和利用一些特殊細(xì)菌去實(shí)際,，但人類實(shí)際上對(duì)這些細(xì)菌功能很快就有了解透徹,，這樣就可以對(duì)這些細(xì)菌的基因組進(jìn)行人工改造，使其從一種加工廠,，演變成另一種加工廠,。相信在不遠(yuǎn)的未來，人類會(huì)很快掌握這些技術(shù),。也許從這種角度上認(rèn)為,，人造微生物有可能成為拯救地球污染的工具！ 文特爾的工作若真能合成“微生物”,，吃“CO2”,，釋放“O2”或“H2”的話，那真是造福人類,。
但是我們也不得不得擔(dān)憂,，人類能制造微生物，但并不代表能控制這些微生物,！微生物的自身快速變異能力,，以及快速生長(zhǎng)繁殖的特性，以及人類也許會(huì)錯(cuò)誤地合成某種新的危害的微生物,，這些都有可能成為人類發(fā)展的夢(mèng)魘,！甚至可能會(huì)使人類從地球上徹底消失,！
但科學(xué)的發(fā)展，我們無法阻止,，這些興奮和擔(dān)憂相信在未來的十年內(nèi)會(huì)全部成為現(xiàn)實(shí),！現(xiàn)代的生物科學(xué)每10年會(huì)有一個(gè)巨大的改變。全新的技術(shù)極大加快人類對(duì)生命的認(rèn)識(shí)速度,。
3 機(jī)器人,。
許多科幻片擔(dān)憂人類有一天會(huì)被自身制造的機(jī)器人趕出家園，但從科學(xué)角度,，這種情況是最不可能發(fā)生的,。生命體遠(yuǎn)不是目前的機(jī)器所能形容，哪怕是最簡(jiǎn)單的低等生物,。何況人類或類似人類這樣的高等生物,，目前的仿生機(jī)器人，最多是根據(jù)人類指定的程序完全一些簡(jiǎn)單的工作而已,。所謂高等機(jī)器人,，是利用目前的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等學(xué)習(xí)模型，使機(jī)器人具有一定的“學(xué)習(xí)”能力,，這就是所謂的智能,。但這一切發(fā)展都依賴于數(shù)學(xué)和物理學(xué)的發(fā)展，但數(shù)學(xué)和物理學(xué)的發(fā)展,，也許是50年或100年才會(huì)有一個(gè)跨躍,。仿生機(jī)器人具有越來越多的功能是事實(shí)，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能取代生命,。但是前面所說的仿生器官,，相信是一種重要的發(fā)展方向，單純從機(jī)械角度,，確實(shí)能改善許多病人的痛苦,。
可以這樣說，人類最終將挑戰(zhàn)自身,，人類的命運(yùn)完全由自己導(dǎo)演,。
