天使抑或魔鬼 評人造生命的誕生
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。一個人的10億個堿基的完全測序,，僅需要8萬元人民幣,，只需要花費1個人，大約1個月的時間,，而且測序的精確度遠高于當時的大規(guī)模人類基因組計劃的結(jié)果,。如果是一些較低等的生物,，所需要花費，以及時間會更少,。從數(shù)千萬美金到幾萬人民幣,，從數(shù)年到短短的一個月，數(shù)上千人的團隊到一個人的簡單工作,，在短短十幾年間便完成了,，似乎令人不可思議，但卻是事實,。
十年前,，人類認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,。因為生命的復(fù)雜性遠遠超過基因組本身，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構(gòu)人員稱,，現(xiàn)在只需要花大約15天時間合成大約10K長的全基因（DNA或RNA），也意味著,，象SARS,，禽流感，乙肝等病毒的基因組,，在實驗內(nèi)能輕易地合成,！而且對病毒的一些特定的變異區(qū)基因組進行深入研究，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道，曾在破解人類基因組計劃中起重要作用的科學(xué)家克雷格·文特爾,，向100多個國家的專利機構(gòu)為自己的“造物技術(shù)”提出了專利申請,，據(jù)稱，他們研制的世界第一種“合成物種”已接近成活,。
據(jù)報道,，文特爾和他領(lǐng)導(dǎo)的位于美國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,、最簡單的基因組,，并將該基因組植入已去掉遺傳密碼的細菌體內(nèi)，形成新的微生物,，然后觀察它們是否能激活,，進行新陳代謝和繁殖。這種細菌能吸收二氧化碳,，減輕溫室效應(yīng),，還能產(chǎn)生氫氣和生物能源。
文特爾將這項技術(shù)稱為“支原體實驗”,，合成出的是一個簡單細菌,，僅包含500個左右的最基本基因。文特爾的研究所在專利申請書中稱,，他們擁有這些基本基因和一種“可自行生長,、繁殖的合成生物體”的所有權(quán)。文特爾7日向外界解釋說：“我們申請的只是方法專利,。”當被問及世界第一種“合成物種”在實驗室里是否已成活時,，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,，或機械上實現(xiàn)這些組織或器官的功能,，從而達到部分替代作用，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化了,，使機器人也具有人類的思維能力。這也許在將來某一天會出現(xiàn),，但近期還不可能,。因為從被動地執(zhí)行某些程序和命令,，到主動地實現(xiàn)程序和命令，這是一個難以跨越的門檻,。
（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)合體外細胞組織培養(yǎng),，從而生長出具有某些組織或器官的“組織”,，進而移植體內(nèi)，以實現(xiàn)替換作用,。前幾年比較流行的“人造人耳”就是此例,。通過一個與人耳類似的可降解基質(zhì)，讓細胞種植在基質(zhì)上生長,，當基質(zhì)降解以后,，便形成具有耳形狀的組織體。目前國內(nèi)多家生物工程實驗室在嘗試類似的實驗,。但客觀地說,，這與實際相差很大距離，人體任何一種組織都是由不同類型的細胞有機地結(jié)合在一起的,，而不是單純某一類型細胞,，而目前人造組織幾乎不可能實現(xiàn)細胞的定向生長和培養(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)的細胞，通過基因工程的克隆技術(shù),，使細胞定向分化為某一類型細胞,，從而實現(xiàn)生長出體外器官。現(xiàn)有的技術(shù)仍局限于體外大量培養(yǎng)某些細胞,，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,，它遠比克隆一個整體的人困難得多。
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,，實際上整個流程也許可以在某些微生物體內(nèi)得以實現(xiàn)?，F(xiàn)階段主要還是尋找和利用一些特殊細菌去實際，但人類實際上對這些細菌功能很快就有了解透徹,，這樣就可以對這些細菌的基因組進行人工改造,，使其從一種加工廠，演變成另一種加工廠,。相信在不遠的未來,，人類會很快掌握這些技術(shù)。也許從這種角度上認為,，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,，以及快速生長繁殖的特性,，以及人類也許會錯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)展的夢魘,！甚至可能會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)會全部成為現(xiàn)實,！現(xiàn)代的生物科學(xué)每10年會有一個巨大的改變,。全新的技術(shù)極大加快人類對生命的認識速度。
3 機器人,。
許多科幻片擔(dān)憂人類有一天會被自身制造的機器人趕出家園,，但從科學(xué)角度，這種情況是最不可能發(fā)生的,。生命體遠不是目前的機器所能形容,，哪怕是最簡單的低等生物。何況人類或類似人類這樣的高等生物,，目前的仿生機器人,，最多是根據(jù)人類指定的程序完全一些簡單的工作而已。所謂高等機器人,，是利用目前的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等學(xué)習(xí)模型,，使機器人具有一定的“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年才會有一個跨躍,。仿生機器人具有越來越多的功能是事實,，但遠遠不能取代生命。但是前面所說的仿生器官,，相信是一種重要的發(fā)展方向,，單純從機械角度，確實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，人類的命運完全由自己導(dǎo)演,。
