在美國原子彈的誕生地———洛斯·阿拉莫斯國家實驗室,，科學家斯蒂恩·拉斯墨森憑借著500萬美元的資助，開始了他的人造生物——被稱為“洛斯·阿拉莫斯蟲”的原始細胞(Protocell)的研究,。這不是人們早已熟悉的克隆,，也不是通過簡單的基因拼接或轉移來改造現(xiàn)有生物，而是從零開始,，用無生命的分子來制造一種這個世界從未出現(xiàn)的新生命物……
1987年,，丹麥物理學博士斯蒂恩·拉斯墨森(SteenRasmussen)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。
這張廣告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,，拉斯默森在會上發(fā)表了關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“自組復雜系統(tǒng)”的全職工作,。
現(xiàn)在，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,。今天，“人造生命” 已屬于前沿研究課題,，全世界有100多個研究小組正在緊鑼密鼓地試圖破解這個難題,。
憑借著500萬美元的研究資金，2004年10月,，拉斯墨森開始了自己獨特的人造生物——被稱為“洛斯·阿拉莫斯蟲”的原始細胞(Protocell)——的實驗,。在拉斯墨森看來,，“洛斯·阿拉莫斯蟲”是黑暗中的一線光明，因為它主要是利用外來的化合物創(chuàng)造出來的,，而不是像目前絕大多數(shù)研究者那樣——通過基因拼接或轉移來改造現(xiàn)有生物,。
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。
人造蟲原理
通過對“生命”的理解,，拉斯墨森認為,，所設計的人造生物應具有以下功能：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件保持在一起并起外殼作用的薄膜,。
拉斯墨森從脂肪酸和人造肽核酸開始，構建“洛斯·阿拉莫斯蟲”,，這是比普通的細菌還小幾千倍的人造生物,，也比細菌要原始得多。遺傳,、代謝,、進化，所有這一切都放到“人造蟲”這個容器里,，以最簡單的方式盡可能地糅合在一起,，但每一個步驟都與過去做法完全不同。
先說容納,。一般陸生動物的容器都是水基的,，必須用一種分子的水凝膠附上一層油膜而成。細胞依靠鑲嵌在膜上的一排不同的蛋白質,，將營養(yǎng)物質輸送過膜,。而洛斯·阿拉莫斯蟲不同，它從一開始就是油基的,，就像脂肪酸的一顆小油滴一樣小,。拉斯墨森說：“不是大袋子，而是一小塊香口膠把這些代謝分子和遺傳物質粘合起來,。代謝分子和遺傳物質既可附在香口膠表面,，又可呆在內部。”
“容器”是比較容易,，下一步要考慮的就是遺傳,，這也是令很多人造生物研究陷入困境的主要原因——要創(chuàng)造一種足夠復雜到能夠攜帶遺傳信息的分子，同時也能自我復制——這真是難中之難,。
現(xiàn)有生物DNA都有一群酶的大軍幫助它復制遺傳信息,。對于一個“人造蟲”來說,，這太復雜了。為此,，拉斯墨森計劃利用一種叫做PNA的人造肽核酸,。
早在20世紀90年代，肽核酸就被合成,。這種人造有機體比最小的細菌還要小1000萬倍,，功能、形狀和DNA 相似,，有同樣的雙螺旋結構和四個堿基對,，采用與DNA相同的遺傳密碼，但是與DNA不同的是,，PNA有兩種形式,，一種只溶于脂肪，另外一種親水,。拉斯墨森要利用的就是PNA的雙重性,。
在拉斯默森小組設計的“洛斯·阿拉莫斯蟲”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,。
在實驗室，拉斯默森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。目前最大的難題是協(xié)調PNA的復制過程與脂肪酸前體的代謝,，以便使基因組的復制與小油滴的生長同步進行,。”
該研究小組化學家伍德魯夫說：“如果我們知道如何做到這一點，我們應該已產(chǎn)生了‘生命’,。”
但對于“洛斯·阿拉莫斯蟲”——這種人造有機體是否滿足生命的定義還存在爭論,。這取決于對生命怎樣定義。為了研究方便,，洛斯阿拉莫斯實驗室的科學家把生命定義為“某種擁有新陳代謝功能,、通過該功能可把資源轉化為能量或身體組織,、擁有基因材料及一個機體的事物。”在該定義下,，他們所要研制的人造有機體就可看成是有生命的,。
競技場上的角逐
在這場百多家研究小組參與的創(chuàng)建人造生物競賽中，洛斯·阿拉莫斯蟲艱難領先,，因為,，其他一些競爭者為達到目的采用的是更為常規(guī)的途徑——通過基因拼接或轉移來改造現(xiàn)有生物。
馬里蘭州“生物替代能源研究所”的克雷格·文特(CraigVenter)正在實驗合成一種新生物,，他和他的同事們先檢測一種稱為M菌的全基因組,，剔除掉與細菌存亡無關的不重要基因，然后將剩下的基因組合成新的最小基因組,。最后,，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,。
因為在文特的研究中，絕大部分的細胞機制都保持完整,，所以,，他們可能用不了幾個月或幾年就最有可能最先成功。但他們制造出的這種人造生物可能與現(xiàn)有的生物樣子差不多,。
在哈佛大學,，杰克·斯族塔克(JackSzostak)正在研究制造一種和洛斯·阿拉莫斯蟲一樣簡單的合成生命形式，不過他用的是與地球上現(xiàn)有生物更為接近的化學方法,，利用一種具有特殊本領的膜包囊,，囊中包含有很少的RNA和 RNA樣分子：這種結構能夠催化自我復制。他的研究難點在于,，目前還沒有人研究出一種能夠僅僅復制出其自身一小段的R NA,。但斯族塔克預言自己的研究成功需要10年到20年的時間。
兩年前,，科學家們意外地發(fā)現(xiàn),，脊髓灰質炎病毒能夠在試管中的化學合成物中自動復制。由此,，美國洛克菲勒大學生物學家埃爾伯特·里勃切特得到啟發(fā),，希望借助某種化學反應，制造出像活細胞一樣可以自己生長的生命形式,。近日,，里勃切特博士領導的研究小組宣布，他們對創(chuàng)造人造生命的嘗試已進入實驗階段,。這種人工生物叫做“囊生物反應器”,，它很像某種低級的生物細胞,，組成部分來自不同的生物材料。其柔軟的細胞壁由蛋清中的脂肪分子制成,，而細胞構成則是從諸如大腸桿菌之類活著的生物中得到,。
商業(yè)前景
拉斯默森研究組的工作可能還需10年或20年才能完成，但一些人已經(jīng)看到人造生物的商業(yè)前景,。
拉斯默森的合作伙伴,、威尼斯原生(Protolife)公司的創(chuàng)始人和CEO羅曼·帕克德(NormanPa ckard)，是這世界上為數(shù)不多把目光和目標投向生命本身的一個雄心勃勃的項目帶頭人之一,。帕克德說：“這種潛力的回報將是非常非常大的,，比任何一種現(xiàn)有技術的出現(xiàn)都大。”
拉斯默森說：“一旦這樣的有機體被制造出來,，我們就可以讓它們去做自然界從未見過的事情,。它們可以充當構造自我修復系統(tǒng)的原材料，我們也還可以為它們設計出自然界中沒有的,、獨特的新陳代謝機制,。我們可以讓它們吃掉最難處理的污染物。”
例如,，可以把這種有機體投放到被原油污染的海水中,。它們可以吃掉所有原油并把它分解成無害的成分，等海水中的原油被消化完,，它們也就隨即死去,；同樣，這些小生物也可以被設計用來吃掉且只吃那些特定的致命病毒,；生產(chǎn)可用作燃料的氫等,。
拉斯默森甚至還設想制造一種原始細胞，使其能抵御毒性極高的污染物,。這種細胞能吸收高氯酸鹽或钚等污染物,。
風險隨之而來
盡管專家們從這種新技術中看到了無窮的好處，但很多人對于它可能給人類倫理觀念帶來的沖擊,，以及人類最終可能失去對新物種的控制等問題感到擔憂,。
美國俄勒岡州里德學院的哲學教授馬克·貝多正在和研制這種人造有機體的科學家一起工作。他指出,，這種有機體也會帶來包括倫理問題在內的一系列危機。貝多說：“風險來自這樣一個事實：它們是人造物,，但它們卻是活的,，它們可以從其環(huán)境中獲取材料構建起它們自身，并進行自我復制和取得進化,。”
雖然這樣的實驗尚在初期階段,，但有些人,，特別是那些有強烈宗教信仰的人，對某些科學家想要充當創(chuàng)世主的想法感覺很不舒服,。另外一些人擔心安全問題——要是人造生物從實驗室中逃逸出來會怎樣,？我們如何控制這種技術的應用呢？
拉斯默森也開始關注人造生物研究的安全問題,。他認為,，人造生物技術最終可能比現(xiàn)在的轉基因作物還要安全。他的 “原始細胞”如果離開被設計,、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。”
