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  • 人造单细胞生物

    世界首个“人造生命”日前在美国诞生,现在人类的能力已经拓展到可以“操纵”自然界。不过这一科技突破也引来不少诟病,批评人士说人类怎能堪当“造物主”之职。

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    人造单细胞生物问世/人造单细胞生物 编辑

    人造单细胞生物
     美国一个研究小组报告说,他们合成了一个人工基因组,并用它使一个被掏空的单细胞细菌“起死回生”。研究人员表示,这是第一个完全由人造基因指令控制的细胞,它向人造生命形式迈出了关键一步。

    美国J·克雷格·文特尔研究所的研究人员在最新一期美国《科学》杂志上报告说,他们人工合成了一种名为蕈状支原体的细菌的脱氧核糖核酸(DNA),并将其植入另一个内部被掏空的、名为山羊支原体的细菌体内。经过多次失败的尝试后,最终他们使植入人造DNA的细菌重新获得生命,并开始在实验室的培养皿中繁殖。

    “这是第一个人造细胞,”领导研究的克雷格·文特尔说,“这是地球上第一个父母是电脑、却可以进行自我复制的物种。”

    许多科学家积极评价这一成果,但也不乏担忧的声音。美国宾夕法尼亚大学生物伦理学家阿瑟·卡普兰在《自然》杂志上评论说,文特尔的成果终止了有关生命的存在是否需要特殊力量或能量的争论。“在我看来,这使它成为人类历史上最重要的科研成果。”

    美国波士顿大学生物医学工程教授吉姆·柯林斯则反驳说,“这项成果破坏了我们有关生命属性的基本信念,而这种信念对我们如何看待(人类)自己、如何看待我们在宇宙中的位置都非常重要”。

    还有一些人担心这项技术可能被用于制造生物武器。环保组织“地球之友”成员埃里克·霍夫曼表示,必须确保相关的法规到位,以保护环境和人类健康免受这项有潜在危险的新技术的伤害。   

    父母是电脑的物种/人造单细胞生物 编辑

    “这是第一个人造细胞,”领导研究的克雷格·文特尔说,“这是地球上第一个父母是电脑、却可以进行自我复制的物种,它是一个活生生的物种,是我们这个星球上生命中的一部分。”

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    虽然实验原理听起来很简单,但是科研人员在15年间花费4000万美元才得以成功,其中的难点就在于如何让人造基因序列生成人造染色体。科学家经过多年反复的实验,终于攻克了所有技术难题,制造出了“人造生命”。文特尔将“人造生命”起名为“辛西娅”。

    项目组其他成员表示,这仅仅是一个更宏大工程的一小步,未来他们甚至可以根据客户需求提供“订制”的有机物。此外,未来科学家还可以制造出能够产出石油或专以二氧化碳为食的环境友好型“人造生命”。据悉,文特尔已经和石油巨头埃克森美孚达成协议,要制造一种可以吸收二氧化碳并将其转化为燃料的水藻。 [1]

    文特尔自信地说,“人造生命”将成为非常强大有用的生物学工具。他预计,这项发明的价值超过万亿美元。  

    文特尔称,在实验开始前他已经请教过许多伦理领域的专家,并向白宫汇报过此事。

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    目前,奥巴马已经敦促生物伦理委员会督察此事,“评估此研究将给医学、环境、安全等领域带来的任何潜在影响、利益和风险,并向联邦政府提出行动建议,保证美国能够在伦理道德的界限之内、以最少的风险获得此研究成果带来的利益”。  

    关于J·克雷格·文特尔/人造单细胞生物 编辑

    被很多人称为生物学界“坏小子”的文特尔是塞雷拉基因组公司的创办人与前任总裁,此公司在他的带领下展开与人类基因组计划互相竞争、且具有商业目的之研究计划,此后他逐渐成名。《时代》杂志在2007年将文特选为世界上最有影响力的人之一。

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    因为性格张扬,美国生物学家克雷格·文特尔被很多人称为生物学界的“坏小子”,他曾经公然挑战“国际人类基因组计划”,想将人类基因组图谱申请成专利并从中牟利;现在,他又利用基因技术制造出首个“人造单细胞生物”.面对人们的指责,文特尔依然我行我素。

    5月20日,《科学》杂志上公布了文特尔的最新成果:他在实验室中通过化学合成“丝状支原体丝状亚种”的DNA,并将其植入去除了遗传物质的山羊支原体体内,创造出世界上首个“人造单细胞生物”.这个被命名为“辛西娅”(Synthia)的生物立即给公众带来了惊叹、争议和恐慌。

    但在学术沙龙上,多位专家指出,媒体中广为使用的“首次合成人工生命”之说,并不准确。文特尔的成功之处,在于用化学试剂合成了人工染色体,并在另一微生物中显示出生物功能。DNA是决定生物性状的遗传密码,却不是生命的唯一组成部分。

    从这个意义上讲,文特尔只不过创造了部分生命。这项研究成果最为直接的意义,只是人造的支原体可以利用化学合成的染色体生存繁殖,并导致山羊的乳腺炎。“首次创造生命”之说言之过甚

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    事实上,文特尔本人在《科学》杂志上发表的文章题目却更为客观、严谨:“首次合成由化学合成基因组控制的细菌”. 《科学》杂志的相关评论指出,这项研究成果其实并不是首次创造新的生命形式,科学的定义应该是“生命再创造”或“篡改生命”.因为辛西娅除了染色组是人工合成外,生命体的其他组分均是来自于已有生命形式。

    但正如许多媒体中的评价所言,无论如何这项耗资4000万美元的科技成果,毕竟是人类生命科学发展的一大进步。英国《经济学人》将此成果与上个世纪原子弹的诞生相提并论。 [2]

    专家观点/人造单细胞生物 编辑


    当国内外的生物学家们为文特尔的新成果感到欢欣鼓舞时,辛西娅的出现却给公众带来了恐慌。

    有人担心业余爱好者们的行为:今天,只要有5万美元,就可以装备一个二手设备的生物技术家庭实验室;在英特网上,已经有网页在教授从细胞中分离DNA以及在紫外线下制造发光菌,人们不受限制地接触这些信息会产生什么样的后果将难以预料。

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    有专家坦承,人工合成的生物系统一旦逃逸到自然界,可能会引发生态灾难;恐怖分子可能会利用合成生物学技术制造生物(基因)武器,造成重大人员伤亡。合成生物学的研究比当前的转基因技术、基因工程等更为前卫,产生的社会效益与风险也是一把双刃剑。

    中科院院士、中国科学院北京基因组研究所杨焕明研究员十分担心这种舆论会阻碍我国合成生物学发展的脚步。“那样的话,会真正拉开发达国家和发展中国家的距离,使我们陷入非常尴尬的局面。”

    他认为,科学本身的伦理性不可否认,没有科学的发展就没有人类的进程。如果有人利用科学去做不合伦理、不道德的事情,那不是科学本身的错。现在的生物实验室里也有许多可能会危害人类的细菌、病毒等,但因为有相关的管理措施,也没有发生人们想象的恐怖事件。在他看来,道德、伦理方面的问题与科学技术发展不应该是互相排斥的。

    对于公众的恐慌和担心,军事医学科学院生物工程研究所凌焱副研究员说,这些技术被用于真正创造人造生命,其实还有很远的路。毕竟,创造人工生命远不像拼接电路、垒积木那样简单。曾有报道说,这也正是人类基因组破译十年后,其研究成果不能直接应用于医疗的原因。

    人造单细胞生物

    经济学人》杂志认为,人造生命看起来是一件令人惊奇的事,这种技术具有众多优势。就短期而言,可以应用于制造更好的药物、农产品、绿色燃料以及促进化学工业的发展;但从长期来看,谁也不知道它可能带来什么样的后果,这种技术与生俱来地存在着危险,如果滥用可能导致恐怖的灾难。[3]

    反应不一/人造单细胞生物 编辑

    美国宾夕法尼亚大学生物伦理学教授阿瑟·卡普兰在《自然》网站上发表评论说,文特尔等人的成就颠覆了对生命性质的根本信念,其重大意义或许可以同伽利略、哥白尼、达尔文和爱因斯坦的发现相提并论。

    人造单细胞生物



    不过,有人认为文特尔等人有些夸大其词。美国《新闻周刊》一篇文章认为,文特尔等人培育出的细胞是否真的算人工合成仍然值得商榷,因为他们并非凭空编写出这个新细胞的基因代码,而是使用一套现成代码加以改动。《华盛顿邮报》则评论说,文特尔只提供了基因,而没有提供让它们存在的环境。受体细胞是经过数十亿年进化的天然产物。有了它,基因的存在才有意义。

    生物工程一直备受争议。人们担心不遵守生命进化自然规则的人造生命,可能摧毁自然界中的生物,甚至人类自身。在实验室里制造新型微生物时,很可能某些环节出错,造出一些意想不到的“怪胎”。如果人造生命的技术落入恐怖主义分子手中,可能被用于制造致命病毒或生化武器。

    从社会伦理角度看,人造生命技术是对人类发展的干预,可能影响人种的自然构成和发展。从家庭伦理角度看,可能瓦解正常的人伦秩序,使人丧失基本的归属感。环保组织“地球之友”在文特尔研究所报告发布后称人工合成基因组是一项“危险的新技术”,要求文特尔“停止进一步研究直至有足够监管措施”。

    对此,文特尔已表示不必担心他们的研究成果会危害环境,理由是:研究人员在培育由人工合成基因组控制的细胞时,把细胞设计成离开实验室环境就无法存活的生命形式;而且细胞本身无比脆弱,只要在遗传密码中出现一个极小错误,细胞就失去自我复制功能。 [4]

    专家呼吁/人造单细胞生物 编辑

    在合成生物学发展的这几年时间里,在各种科学刊物及学术会议上,有关合成生物学与生物安全、伦理道德及知识产权的话题也是经常讨论的重要议题。美国众议院能源和商务委员会5月27日还专门就合成生物学举行了听证会。

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    但与此同时,美国、欧盟并没有放缓发展的脚步,他们不断加大合成生物学领域研究的投入。美国国家自然科学基金会(NSF)2006年投入2000万美元资助建立合成生物学工程研究中心,由UCB、哈佛大学、MIT、加州大学旧金山分校(UCSF)等共同组建。欧盟2007年启动了“合成生物学--新的及刚出现的科学技术引导项目”.

    美国的听证会最终得出的结论是,合成生物技术目前还不会引起环境、安全及伦理方面的担忧,但需要关注其发展。作证的科学家们认为,如果提供良好的监管环境,假以时日,合成生物学将在开发清洁燃料、新疫苗及廉价药品等领域得到广泛应用。

    这也正是美国资源部倾资300万美元支持文特尔研究人工生命的真正用意。

    当前,合成生物学的产业化应用已经初现端倪,据报道,美国两家企业已开始使用人工细菌生产生物燃料,制药公司赛诺菲-安万特公司已经获准使用合成生物学改造的啤酒酵母生产青蒿素。

    人造单细胞生物



    杨焕明认为,美国的做法值得我们学习,那就是鼓励发展,同时制定细致有效的政策规范。他呼吁我国也应该立即行动,积极投入人造生命的研究领域,至少获得不落后于美国的技术水平。

    中国医学科学院副院长詹启敏也认为,对合成生物学带来的生物安全问题如何控制,要提早准备,但并不是被耸人听闻的舆论吓住停滞下来,不去发展。

    在加拿大阿尔伯塔大学法学院杜立博士看来,科学界和法学界是存在鸿沟的,这个鸿沟就导致中国目前有关科技的立法都非常滞后。“现在合成生物学处在非常初级的阶段。我们越早介入探讨它发展需要的政策措施,就会越利于此学科今后在国际上地位的确立。”

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    参考资料
    [1]^引用日期:2010-10-13
    [2]^引用日期:2010-10-13
    [3]^引用日期:2010-10-13
    [4]^引用日期:2010-10-13
    开放分类 我来补充
    生物美国单细胞

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