資料來源：千龍網

2004年12月29日

人造細胞已製成

很多科學家擔心人類最終可能失去對新物種的控制

兩年前，科學家們意外發現，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，美國洛克菲勒大學的生物學家埃爾伯特 ﹒里勃切特得到啟發，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。 當地時間2004年12月21日，里勃切特博士領導的研究小組宣布，他 們嘗試創造人造生命已經進入實驗階段。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：柔軟的細胞壁是用蛋清中的脂肪分子制成的，細胞構成是 從諸如大腸杆菌之類的活著的生物中得到的。 很多科學家擔心人類最終可能失去對新物種的控制 美國科學家正在制造具有工業和醫學價值的“人造細胞”，這預示 著人類探索人造生命邁出重要一步。 眾所周知，要想成為一種生命體，就必須有一套生物系統來生成蛋 白質，這是生命必不可少的特征之一。據報道，美國洛克菲勒大學 的科學家將能夠生產蛋白質的生物分子混合物懸浮在油中，形成微 小的顆粒。然后，他們在這些顆粒外包裹住兩層肥皂膜狀的磷脂分 子，像細胞膜一樣將生物分子混合物顆粒包裹在其中。 經過觀察發現，用分子膜包裹之后，生物分子持續生產蛋白質的時 間比原來延長了一倍。為了進一步延長時間，科學家還在“細胞” 中加入了一種細菌基因，這種基因可以控制生成一種名為α-溶血素 的蛋白質。該蛋白質形狀類似于桶，能夠插入細胞膜形成小孔，環 境中的營養物質便通過這些小孔進入“人造細胞”，自動補充制造 蛋白質的原材料，這樣，“細胞”就可以連續數日生成蛋白質。研 究人員稱，這種“人造細胞”可以像一個微型“工廠”，生成具有 工業和醫學價值的蛋白質。關于這項研究的細節，將發表在近期的 美國《國家科學院學報》上。 人造生命的三項基本要素：生命必須有一個容器﹔生命能進行新陳 代謝﹔生命可以被儲存和復制。 從實驗結果看來，里勃切特研究小組似乎成功制造出了一個人造細 胞。但實際上，這些實驗中的生物反應器并不能說是“活著”，因 為這些合成囊只能生活在配置好的化合物中，僅僅存活數天而已。 但是，這項研究距離合成生物這個新領域只有一步之遙，合成生物 的目的是制成新的生物體。里勃切特在接受英國BBC采訪時說：“ 如果這一切成為可能，我們就該重新思考一下生命究竟是什么。與 其說這是個科學上的問題，不如說是一個哲學問題。對我來說，生 命就像一個機器，一個由電腦程序控制的機器，僅此而已。” 像核技朮一樣，此項新技朮既有巨大潛在利益也有許多風險。一旦 這樣的有機體被制造出來，就可以讓它們去做自然界從未見過的事 情。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。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。 應該說，里勃切特通過實驗制造出的一些生命物質，只是生物大分 子的基本構成單元，它們還遠不是生命。那么，怎樣才算是生命？ 盡管目前科學家對生命定義的一些細節還存有爭議，但他們都同意 生命至少要具備3個特征：第一，生命必須有一個容器，如細胞的 細胞膜、人的身體等﹔第二，生命能進行新陳代謝，可在 的催化 作用下跟環境做物質和能量的交換﹔第三，生命具有可以被儲存和 復制的化學指令，這些指令控制著生命活動，并且能復制遺傳。 目前，這三項基本要素已經在實驗室里分別模擬成功，盡管模擬實 驗解決的是一些最基本的單項問題，但科學家們還是宣稱他們已經 做好創造人造生命的一切准備工作。不久前，歐盟為開展這方面的 研究曾撥專款900萬美元。在此項研究的計划框架內，他們還在意 大利威尼斯專門成立了世界上首家人造生命研究所，它被稱作歐洲 生命工程中心。美國馬薩諸塞綜合醫院的微生物學家馬丁?漢澤克 認為，現在是開始實踐性研究和著手全面實驗的時候了。此項實驗 一旦取得成功，它將開辟人類生命工程的新紀元。 任何人造生命都有可能演化成跟地球上現有生命形式完全不同的生 命，成為無人類法控制的生物。按照達爾文進化論的觀點，當今五 彩繽紛的生物世界，都是由一個共同祖先即原始生命體演化而來。 原始生命體是怎樣產生的？這一直是一個困擾科學界的謎團。 近50多年來，科學家們為了解開這個謎，一直進行“人造生命”的 探索。 早在2001年11月21日，世界著名的基因大師、美國塞萊拉公司前總 裁克雷格?文特爾就宣布開展一項新的研究，目標是利用人工合成 的遺傳物質，在實驗室里制造一種在自然界中并不存在的新物種。 文特爾的合作者包括遺傳學家漢密爾頓?史密斯，史密斯是1978年 諾貝爾生理學或醫學獎獲得者，是一位公認的DNA操作高手。美 國能源部也慷慨解囊，為他們的研究划撥了總額300萬美元的資金。 新研究計划拿生殖支原體作為研究對象，這種寄生在人體內卻不引 發疾病的細菌只有一條染色體，其中包含517個基因，是已知的基 因組最小的生物。文特爾等准備首先將天然生殖支原體細胞內的遺 傳物質全部去除，然后合成出含有細菌生存所需最少基因數目的人 造染色體。人造染色體最終將注入去除遺傳物質的中空生殖支原體 細胞，以進一步研究這種人造細胞能否存活與繁殖。 文特爾解釋說，他們的研究純粹是基礎性的，不是徹底人工制造一 個全新的生物，而是在更大程度上對一種對生命體的改造。他認為 ，這項研究可以從根本上加深對細胞生存最關鍵條件的理解。如果 初步實驗取得成功，他們更長遠的設想，是不斷為其添加新功能， 比如分解火力發電廠排放的二氧化碳，或生產可用作燃料的氫等， 從而為低成本、高效率制造生物能源找到一條新出路。據說，美國 能源部之所以愿意掏錢，主要是看中了研究的長遠潛力。 盡管專家們從這種新技朮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 控制等問題感到擔擾。因為任何人造生命都有可能演化成跟地球上 現有的生命形式完全不同的生命，成為無法控制的生物。 對此，美國加利福尼亞大學分子生物學教授戴維?迪默卻認為，人 類制造的任何東西都不可能與那些在自然界中進化了30億年的生物 競爭。而且科學家們還在設計另一層保護措施：所有人造生命都將 依賴自然界不存在的化學物質，這些關鍵性的化學物質一旦消除， 人造生命便即死亡。因此，人造生命失控的風險極其微小。 文特爾本人倒是承認，研究中涉及的技朮，從理論上來說有可能用 于制造新的致病細菌，甚至用于研制生物武器。但他說將慎重考慮 該公布那些研究細節，而且在實驗中也會采取特定措施，以確保新 造出的細菌只能在實驗室“溫暖的培養液”中生存，不會成為“魔 鬼細菌”。 編輯： 伏虎 來源： 北京科技報