最新突破
Synthia and its father
2010年,在美國文特研究所,由克雷格·文特(Craig Venter) 帶領的研究小組成功創(chuàng)造了一個新的細菌物種——“Synthia”。他們將Mycoplasma capricolum(細菌A)的細胞核消除;將M. mycoides(細菌B)的DNA序列解碼并拷貝到電腦中。然后通過人工合成的方法(形象地說,就是用基因打印機把這個DNA序列打印出來),將細菌B的DNA重新制作出來并添加到細菌A的細胞中并激活它。克雷格還在這條新的DNA中加入了“水印”(就像他們的電子郵箱地址),以便于日后的辨認與區(qū)分。“水印”的作用是讓重新獲得DNA的細胞A有制造藍色色素的能力,由于原始的細胞A不具有產(chǎn)生色素的能力(所以是白色的),新合成的細胞A會很容易被辨認出來。于是,在花費了40,000,000美元和15年的等待后,2010年5月20日,吉布森(Gibson)和他的同事們在文特研究所宣布,世界上第一個由純?nèi)斯ず铣蓜?chuàng)造的細菌物種誕生了。這一“驗證理論”的實驗結(jié)果為眾多正在探討和進行類似項目研究的科學家們打了一劑定心針,因為克雷格證明了人工創(chuàng)造物種的可能性與實踐性。
重塑生命,這正是合成生物學這一新興科學的核心思想。該學科致力于從零開始建立微生物基因組,從而分解、改變并擴展自然界在35億年前建立的基因密碼。此外,還可以通過人工方式迫使某一細菌合成氨基酸。合成生物學是基因工程中一個剛剛出現(xiàn)的分支學科,它吸引了大批的生物學家和信息工程師致力于此項研究。 人類正在設計并構(gòu)建一些可以按照預定方式存在的生命體系。在有些情況下,它們是依靠人工開發(fā)的基因密碼運行的,因此它們具備了某些自然機體不具備的能力,美國馬薩諸塞州技術(shù)研究所合成生物學小組負責人德魯·恩迪解釋說。與基因工程把一個物種的基因延續(xù)、改變并轉(zhuǎn)移至另一物種的作法不同,合成生物學的目的在于建立人工生物體系,讓它們像電路一樣運行?!八^合成,就是由我們建立各個活的部件,是逆自然世界的一個過程”。研究合成生物學的科學家們預言,合成生物學的成功將意味著科學的極大進步。美國加利福尼亞大學蛋白質(zhì)研究工程師溫德爾·利姆認為,合成生物學通過修復細胞功能、消除腫瘤、刺激細胞生長和使某些決定性細胞再生,實現(xiàn)治療各種疾病的目的。
一些專家提出應該制造一個配備有生物芯片的細胞機器人,讓它在我們的動脈中游蕩,檢測并消除導致血栓的動脈粥樣硬化。還有一些研究人員認為,運用合成生物學還可以制成各種各樣的細菌,用來消除水污染、清除垃圾、處理核廢料等。恩迪還提出,可制造一種生物機器用來探測化學和生物武器,發(fā)出爆炸物警告,甚至可以從太陽中獲取能量,用來制造清潔燃料。但是也有一些謹慎的研究人員認為,合成生物學存在某些潛在危險,它會顛覆納米技術(shù)和傳統(tǒng)基因工程學的概念。如果合成生物學提出的創(chuàng)建新生命體的設想得以實現(xiàn),科學家們就必須有效防止這一技術(shù)的濫用,防止生物倫理沖突以及一些現(xiàn)在還無法預知的災難。 2002年,紐約大學的病毒學家??ǖ隆ぞS默爾宣布他和他的研究小組從生物技術(shù)公司購買了DNA短小片斷,并在DNA合成公司的協(xié)助下將它們連接起來,制造出了人工合成的脊髓灰質(zhì)炎病毒。這項研究的成功讓維默爾完成了一項前人從未完成的工作。但他同時向人們發(fā)出警告,生物恐怖主義分子完全有能力制造出致命病毒,例如埃博拉病毒、天花病毒以及一切目前人們擁有的藥物均無法消滅的病毒。 毫無疑問,在科學家的理解中,細胞是自然界進化魔杖的完美設計,而合成生物學正是這一概念的邏輯推論。盡管科學家們在合成生物學方面做的各項研究和實驗還處于初級階段,但這項前沿科學一定能夠給人們帶來驚喜,無論這樣的驚喜是好是壞。