據(jù)科技日報最新消息稱,，目前，包括美國洛斯·阿拉莫斯實驗室,、馬里蘭州“生物替代能源研究所”以及羅馬大學在內(nèi)的全球100多家實驗室的科學家,，都在全力主攻制成“人造生命”這一難題。最近,，當洛斯·阿拉莫斯實驗室的科學家拉斯默森得知日本人也在搞人造生物時,，他肯定地說：“現(xiàn)在已不是能否實現(xiàn)人造生物的問題，而是由誰在什么時候制造出人造生物,。”
位居前列的拉斯默森
在美國原子彈的誕生地———洛斯·阿拉莫斯國家實驗室,，科學家拉斯默森獲得了500萬美元資助，從事人造生物的實驗,。他們不是通過基因拼接或轉(zhuǎn)移來改造現(xiàn)有生物,，而是從零開始，用無生命的分子來制造人造生物,。該研究小組正在開發(fā)被稱為“洛斯·阿拉莫斯蟲”的原始細胞（Protocell）,，它比普通的細菌還小幾千倍,，也比細菌要原始得多。如果計劃進展順利,，這種人造生物將具有生物的特征：例如能生育子孫,、自己產(chǎn)生能量,，甚至還會進化。
實現(xiàn)人造生物一直是人類的夢想,。早在1953年,，芝加哥大學的米勒等人就進行了初步研究。他們將據(jù)認為曾出現(xiàn)在地球早期大氣中的甲烷,、氨氣,、氫和水蒸氣混合進一個密閉容器中，并向這些混合物實施弧光放電,。幾周后,，出現(xiàn)了蛋白質(zhì)的建筑構(gòu)件———氨基酸，這也是生命的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在,，越來越多的科學家試圖最終破解“人造生物”這個古老課題,。人們想將無生命的分子進行結(jié)合，重現(xiàn)40億年前第一個微生物誕生的場景,，以解答生命是偶然產(chǎn)生的還是不可避免的這類問題,。
負責監(jiān)管洛斯·阿拉莫斯實驗室高風險計劃的漢森說：“拉斯默森的計劃是該辦公室資助的最奇特的計劃之一。”
物理學博士搞起人造生物
出生于丹麥的拉斯默森,，在離哥本哈根45分鐘車程的沿海小鎮(zhèn)Munkerup長大,。小的時候，他經(jīng)常坐在父親的肩膀上仰望夜空,，希望離天空的星星更近一些。4歲時,，拉斯默森經(jīng)常問父親一些頗為深奧的問題,，如宇宙有盡頭嗎,？宇宙的邊緣之外是什么等等。
上世紀70年代末,，拉斯默森進入了丹麥技術(shù)大學物理系,，但他的興趣卻發(fā)生了變化,，他迷上了生命起源,。
拉斯默森研讀比利時物理化學家波利戈金和德國生物物理學家埃根的論文。埃根因為對“自組系統(tǒng)”的開創(chuàng)性工作而獲得了諾貝爾獎,。“自組”是到處可見的現(xiàn)象：從呈波浪形的沙丘到同步發(fā)生的魚群徊轉(zhuǎn),。拉斯默森想把“自組現(xiàn)象”用于人造生命的研究，于是他花了大量時間進行計算機模擬的類生命過程研究,。
1987年,，獲得博士學位的拉斯默森對自己的前途一片茫然。就在此時,，一位朋友遞給他一張在美國召開“人造生命”會議的廣告。他反復(fù)讀了這個廣告好幾遍,，并按上面的電話聯(lián)系會議主辦方,。
這個電話改變了拉斯默森的命運。
會議主辦者邀請他參加在洛斯·阿拉莫斯舉辦的會議,，拉斯默森在會議上發(fā)表了關(guān)于地球上第一個基因可能何時出現(xiàn)的計算機模擬成果,。一年后，他在洛斯·阿拉莫斯實驗室找到一份研究“自組復(fù)雜系統(tǒng)”的全職工作,。
拉斯默森辦公室離當初召開“人造生命”會議的地方僅幾步之遙,。18年前,，“人造生命”還屬于邊緣學科，參加這種會議的人還是偷偷摸摸,，不敢讓同事知道,。但今天，人造生物已屬于科學前沿的研究課題,。
49歲的拉斯默森同時也開始關(guān)注人造生物研究的安全問題,。他認為，人造生物技術(shù)最終可能比現(xiàn)在的轉(zhuǎn)基因作物還要安全,。他的“原始細胞”如果離開被設(shè)計,、制造的環(huán)境，就可能夭折,。他說：“這種原始細胞只有在精心控制的實驗室條件下才能生存,。僅僅搖動一下裝有人造生命的燒杯，這些原始細胞就會土崩瓦解,。”
兩種實現(xiàn)途徑
目前,，科學家普遍采用“自上而下”（復(fù)雜到簡單）和“自下而上”兩種方法來產(chǎn)生“人造生物”。
馬里蘭州“生物替代能源研究所”的克雷格·文特是用“自上而下”法實現(xiàn)人造生物的擁護者,。這種方法大體分為三步：首先,，科學家先徹底檢測一種稱為M菌的全基因組，目前他們已經(jīng)測出其中有215個基因與細菌存亡無關(guān)的不重要基因,，并將其剔除,。然后，科學家將剩下的基因組合成新的最小基因組,。第三,，科學家向最小基因組插入選擇的一些基因，如耐熱基因等,，由此產(chǎn)生擁有新特性的新生物,。
目前，在合成基因組方面,，干得最出色的是紐約州立大學的研究人員,，他們于2002年將7500個堿基對組裝成了“小兒麻痹癥病毒”。而文特開發(fā)的人造生物,，所合成的DNA鏈將比“小兒麻痹癥病毒”長40倍,。2003年，文特等人報告,，他們已合成出名為phi-x的無害病毒,。但此后他們即對其工作進展守口如瓶。有人認為,，文特等人可能會用幾個月或幾年時間來實現(xiàn)其人造生物計劃,。
洛斯·阿拉莫斯實驗室的拉斯默森則采用“自下而上”法來實現(xiàn)人造生物,。他認為，所設(shè)計的人造生物應(yīng)具有以下功能：產(chǎn)生能量的新陳代謝,；像DNA一樣,；擁有存儲運行指令的分子以及將所有構(gòu)件保持在一起、并起外殼作用的薄膜,。他們構(gòu)建的人造生物從脂肪酸和人造肽核酸開始,，肽核酸已被尼爾森于20世紀90年代合成。肽核酸（PNA）的功能與形狀和DNA相似,，有同樣的雙螺旋結(jié)構(gòu)和四個堿基對,，但其主要成分由糖－磷酸鹽分子構(gòu)成。肽核酸是蛋白質(zhì)的構(gòu)件,。
在拉斯默森小組設(shè)計的人造生物中,，部分脂肪酸將被吸引到水中，另一部分脂肪酸被排斥在外,。被吸收到水中的脂肪酸將組建成分子團,。這時再讓“敏化劑”遷入分子團內(nèi)部，嵌入人造肽核酸,，“原始細胞”就這樣誕生了,。當原始細胞受到光照時，化學反應(yīng)可產(chǎn)生新的脂肪酸和肽核酸,。新的脂肪酸使分子團不斷成長,，進而產(chǎn)生細胞分裂。
據(jù)拉斯默森稱,，成熟的原始細胞跨度僅5到10納米,，而文特等人改建的M菌，介于200到250納米,。在實驗室,，拉斯默森等人已演示其原始的光敏感新陳代謝能產(chǎn)生像口香糖一樣的薄膜分子。但拉斯默森說：“仍需要觀察的是,，所有這些分子在溶液中如何運作,。”該研究小組化學家伍德魯夫說：“如果我們真正提前知道如何做到這一點，我們應(yīng)該已產(chǎn)生了‘生命’,。”
拉斯默森研究組的工作可能還需10年或更多時間才能完成,，但他們已經(jīng)看到其原始細胞的商業(yè)前景。拉斯默森還設(shè)想制造一種原始細胞,，使其能抵御毒性極高的污染物。這種“終結(jié)細胞”能吸收高氯酸鹽或钚等污染物,。
也有一些曾看過拉斯默森工作計劃的專家對他們的研究成果表示懷疑,。羅馬大學的魯伊基說：“在我同意拉斯默森所采用的方法前,，我希望看看他的實驗數(shù)據(jù),。”還有一些科學家強調(diào)，目前還不清楚“自下而上”,、“自上而下”方法以及其他方法當中，到底哪一種路線能最終通向人造生物,，因此消除對拉斯默森研究成果的疑慮還為時過早。美國宇航局艾姆斯研究中心的生物物理學家波豪瑞爾說：“拉斯默森更有可能制成人造生物,，因為幾乎沒有其他研究人員能比他提出更好的設(shè)計方案,，他確實走在前列。”哈佛大學科學家斯茲斯塔克說：“真正合成人造生物大概需要10到20年,。”(http://www.bioon.com)
