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“人造生命”的困惑


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2010-05-29

 

“人造生命”的困惑

  文/张立伟

  创造生命不再是神的特权,美国基因组学先驱克莱格·凡特5月20日宣布,科研人员在为期15年的研究项目中,已成功制造出全球首个“合成细胞”,一种称为丝状支原体的细菌。这是第一个由计算机设计、能够自我复制的生物,这意味着人类能够制造出自然界从来不曾出现的“人造生命”。也有科学家认为它只是一个带有人造基因组的生物体,而非人造生物。不论如何,人造生物已经在科学与宗教等领域引起了震动与恐慌。

  在人类所有文明的神话里,宇宙万物与我们这个生机勃勃的世界都是神所创造,即使达尔文提出生物进化论学说,他推翻了机械的神创论,但依然保留了一种自然驱动的生物演化论。而人造生命的产生使人与自然关系面临一个历史性的转折点,人类由自然之子摇身扮成了造物主。这将带来人类对自身角色的困惑,诸如到底谁有权力去制造本属于自然的生命等等。

  这些困惑是人类文明演进的必然产物。现在人类更担心的是,人造生物会不会是潘多拉之盒,这种技术以及他们所创造的生物会不会被恐怖分子利用从事邪恶的破坏活动,或者说科学家在试验中创造出可能危及世界的怪物。甚至,人类很可能失去对新物种的控制,因为任何人造生命都有可能演化成与地球上现有的生命形式完全不同的生命。这种恐惧伴随着人类每一次生物学的突破,从克隆技术、干细胞技术到基因工程,引发的伦理和道德之争也从未停止。

  进入现代文明之后, “上帝已死”解放并刺激了人类的好奇心、创造力与征服欲。但是,人类总是惊恐于未知的未来,尤其是智能机器人与“异形”生物等人造物对人类的威胁,这些是好莱坞永不落伍的主题。与人类可以掌控的物质工具不同,不管是人造生命,还是人工智能,都有自我繁衍和进化的能力,这意味着他们可能不受人类主宰,成为人类的敌人。这种恐惧随着人类发现和发明越多而越严重。这既与人类在新的世界面前愈感渺小有关,也是对自身的怀疑,因为人类就无法控制自身的贪婪、消耗与破坏。

  不管是自然的原因,还是人类活动的破坏,毫无疑问,地球的资源越来越少,人类生存的环境越来越恶劣。这意味着现代文明是一条不归路,人类不断地破坏与征服自然并被迫拯救自己成为宿命,在这个征途中伴随着绵延的危机与恐惧。

  因此,政治家应该鼓励这项技术的发展,但是必须提前找出监管他们不被滥用和失控的方法。未知总是令人恐惧,但是人类必须继续前进。或许,只有更深的认识和发展这种技术,才能控制它带来的潜在的破坏性,所谓“魔高一尺,道高一丈”。与此同时,这也会避免因恐慌而阻止技术发展影响到其有益的用途。显然,造物主也会有无尽的烦恼,但这种烦恼只是造物主无法控制自身造成的,人类应该约束自己对世界的破坏,而这种约束,或许只能求助于神灵。

     【21世纪经济报道】

人造生命辛西娅触到警戒线

  以计算机为父母的“人造儿——辛西娅”在美国实验室诞生了这项技术堪称足智多谋,但也有深深的伦理担忧

  本报通讯员 蒋建平 编译

  20日,美国克雷格·文特尔研究所的研究人员声称,他们人工合成了一种细菌的脱氧核糖核酸(DNA),并将其植入另一个细菌体内。经过多次尝试后,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。

  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。

  该项目的负责人J·克雷格·文特尔将“人造生命”起名为“辛西娅”(Synthia,意为“人造儿”)。他表示:“辛西娅其实是一个人工合成的基因组,是第一个人工合成的细胞,也是第一种以计算机为父母的可以自我复制的生物。”

  许多科学家对这一成果给予了积极评价,但也不乏担忧的声音。有学者指出,这项成果破坏了人们有关生命属性的基本信念,而这种信念对如何看待人类、如何看待人类在宇宙中的位置都非常重要。

  美国总统奥巴马也就这一成果表示,目前需要确定这类技术的合适的伦理界限,将其危害控制到最小程度。

  克雷格是时代所需的人物之一

  英国《星期日观察家》

  人造生命一夜间让克雷格·文特尔成为全球最富有争议的人物。这项实验表明,通过创造细菌,有可能实现某种特殊的功能,诸如矿物燃料或药物。

  一直关注这项试验可能引发的学术争议的学者佛里曼·迪森(Freeman Dyson)指出:“这项实验是笨拙的、枯燥的、没有创新性。从审美和智慧的高雅来看,这是一项拙劣的实验。但是无论如何,它是一项重要的发现……表明人们有能力设计和创造新的生命形式,这将成为我们的物种和星球历史上的一个转折点。”

  伦敦大学遗传学院的教授斯蒂夫·琼斯指出:“要嘲笑文特尔是非常容易的。”他说,“在他首次露面时,人们有点看不上他,甚至耻笑他。但当他们看到他的辉煌成就……懂得基因组并非是个化学问题,而是个计算功率的问题,便停止了冷嘲热讽,我想谁也无法否认这项成就具有里程碑的意义,同时,他一直如痴如醉地利用海洋生物从事有趣的试验。”

  斯图尔特·布兰德(Stewart Brand)是一位生态学的空想家,也是《地球生态大全》(Whole Earth Catalog)的创作者。他对实验的意义似乎更加认同。过去几年中,他曾通过约翰·布劳克曼(John Brockman)发起的“精英”运动,认识了文特尔。那场努力,确实汇聚了世界上最有开拓性的智慧。布兰德认为,文特尔之所以与他的许多同行不同,原因就在他不仅是一位卓越的生物学家,而且也是一位优秀的组织活动家。“他只是不断向前,找到做这些事的途径。他的伟大贡献将加深人们的印象……我们生活在这个庞大的微生物的生命世界。他要告诉人们的是,微生物生态学无处不在。”

  布兰德曾说过,“克雷格是时代所需的人物之一,他让人们知道自己能够,也可以过得更好!”

  英国剑桥大学生物化学系博士尼克盖依发表文章,称“最新生命形式”不过是“汽车配件的组装”,并不能说是基因工程领域的重大飞跃。

  这是一个打开潘多拉盒的时刻

  英国《泰晤士报》

  生命在实验室诞生了,这项技术堪称足智多谋,功绩非凡,触摸了人类控制自然世界能力的界线。 

  英国牛津大学(Oxford University)的伦理学教授朱利安·萨乌莱斯(Julian Savulescu)表示:“文特尔正在嘎吱作响地打开人类历史上最深刻的大门,潜在性地窥探其命运。他正朝着神的作用挺进:创造自然界从未存在过的人造生命。其潜在的影响还很遥远。但确实是实实在在和意味深长的。不过,这种冒险也是空前的。”  

  伦敦帝国学院合成生物中心的保罗·弗里曼,将这项成果描述成为:是一个“改变步骤的进步”。他说,“这些有可能变成现实的技术,一旦得到应用,前景是巨大的。”

  然而,其他的学者则不以为然,牛津大学致力合成物研究的本·戴维斯指出,“我仍然认为,我们距人造生命之路还相当遥远。人们可以利用这种合成基因组,插入到具有已知功能的新的基因中,但那种方法在目前,与分子生物学没有太大的差别。”

  “人类遗传学警戒”压力组的戴维·金呼吁,暂缓类似的研究;反对生物技术的ETC集团的帕特·姆尼(Pat Mooney)发出警告,“这是一个打开潘多拉盒的时刻。我们都将不得不应对这项令人害怕的实验所产生的副作用。”

  有点夸大了这种实验的重要性

  美国《纽约时报》

  有科学家认同他(指克雷格·文特尔)取得了一项技术上的功绩,合成了迄今为止最大的DNA(长度为一百万单位),并使其获得足够的精确,替代细胞中原有的DNA。

  也有人认为这项技术没有前途,原因是需要好几年时间设计新的有机物,同时,研究生物燃料的努力已经取得了进步,即利用常规的遗传工程途径,对现存有机物一次进行少量的修改。

  文特尔博士的目标是取得对某个细菌的基因组的绝对控制,其步骤是首先在实验室合成细菌的DNA,接着是设计出某种剥离掉诸多自然功能的新的基因组,并安装上可在人工支配下产生有用化学物的新基因。

  “如果能重建和拥有某个基因组中的所有成分,那是非常了不起的事。原因是,那就意味着人们可以插入不同的基因。”加州拉乔拉(La Jolla, Calif)斯克里普斯研究所的生物学家吉拉尔德·乔伊斯(Gerald Joyce)说。

  另外一些科学家则认为,除了合成大块的DNA,文特尔博士并没有什么新突破。“在我看来,克雷格有点夸大了这种实验的重要性,”Caltech的遗传学家戴维·巴尔的摩说。他称这项实验是“某种技术上的绝技”,只是规模大小的问题,而不是真正科学意义上的突破。

  “他并没有创造生命,只是模仿罢了。”巴尔的摩博士说。

  文特尔博士的方法,“并非是制作有益的微生物途中所不可缺少的,”乔治·丘奇(George Church)说,他是哈佛医学院基因组的研究员。西雅图系统生物学院的利罗伊·霍德(Leroy Hood)把文特尔的报告称作是“令人耀眼的”,但又说,首先要搞清楚低级别的基因和网络,然后才值得尝试全新设计整个有机物。

  一个名叫“地球的朋友”的环境组织,谴责合成基因组是“危险的新技术,”称“文特尔应当停止进一步的研究,直到完备的监管措施出台。”

  “我担心的是,有人会因此得出结论,他们创造了某种新的生命形式。”波士顿大学的生物工程师杰姆·科林斯说,“他们所制造的是某种具有人工合成因素的自然基因组的有机物,并不代表在一张白纸上创造生命或者创造新的生命形式。”

    【钱江晚报】 

人造细胞诞生意味人类可造万物?

  文特尔的试验成果究竟能不能被称为“人造细胞”或“人造生物”?这是技术问题。

  在方舟子看来,化学合成与现有的遗传工程相比,只是合成的方法不同。

  而业界很多人更关注的是此类基因技术如何为人类所用,而不伤及人类自身和人世伦理。

  美国人类学家保罗·兰波说,就目前而言,人工合成细胞技术由于太过复杂,还不太可能被恐怖分子当作生物武器。然而,这项研究必将改变有关基因技术伦理的讨论热度。

  历经15年,耗资4000万美元,美国科学家克雷格·文特尔圆了自己的“梦”。

  他领衔的研究所在最新一期美国《科学》杂志上发布报告称,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。最终,被植入人造DNA的细菌体重新获得生命,并开始在实验室的培养皿中被繁殖。

  文特尔宣布:

  “这是第一个人造细胞。”

  “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。”

  中国著名学者、生物博士方舟子昨日接受本报采访时指出,文特尔的试验只是解决了一些技术难题,但用“人造生物”或“人造细胞”来定义试验的成果则未免夸大其词。

  他强调,对生物进行改造肯定存在变数。基因技术诞生时起就存在风险,关键是如何控制。过去数十年来,遗传工程已在很多领域造福人类,如大幅度降低生产胰岛素的成本,所以,不能由于存在风险而不去开发它。

  文特尔是何人

  《每日邮报》和《卫报》视其为富有争议的人物;《时代》将其列入全球最有影响力人物榜。

  无论是被称为“小报”的英国《每日邮报》,还是堪称主流报纸的英国《卫报》,都在相关报道的人物介绍中,视文特尔为富有争议的人物。

  作为生物学家和企业家,文特尔曾领导私人部门为人类基因组排序。

  “由于将基因排序的项目带入竞赛的地步,文特尔于是被整个科学家所中伤。不过,他的努力意味着人类基因组排序工作的完成比料想得早。”

  生于1946年的文特尔曾是一名普通的学者,热衷于冲浪。他曾随美军开赴越南战场,负责照料伤员。如此经历激励他要成为一名医生。

  接受医学教育的过程中,文特尔表现出众,且很快意识到解构基因的重要性。

  1992年,他成立了私人的基因组研究机构。3年后,他首次公布了一个自由有机体的完成基因组,而这种自由有机体会导致儿童耳朵感染和患上脑膜炎。

  文特尔的创举让业界“瞠目结舌”。

  2005年,文特尔成立私人公司“SG(Synthetic Genomics,意为合成基因组学)”。该公司致力于开发新的生命形式,从而批量生产可替代能源。

  2007年和2008年,美国《时代》杂志连续将其评为当年的100位全球最有影响力的人物之一。

  基因研究何处突破

  研究小组将基因组放入酵母液中,使其重新组合成人造DNA。

  文特尔的影响力来自于基因研究的破题。

  1995年,文特尔领导的研究小组启动细菌体解码工作。

  他们首先选择了一种名为生殖支原体(M. genitalium)的细菌体,对其基因组进行解码并复制,生成人造的合成基因组。

  在总共485个基因中,研究人员发现可以“删除”其中约100个基因而不会产生负面作用,同时还除去了14个可能治病的基因。

  解码并复制的过程长达数年时间,因为当时复制完整染色体的技术还不存在。

  当项目进行到一半时遇到难题:由于生殖支原体细菌体生长过程过于缓慢,一个实验需要数周才能完成。

  研究小组决定中途更换试验对象,他们选择了生长更快的丝状支原体(M. mycoides)。

  与此同时,文特尔从一家生物技术公司购买了1000多个基因组。

  研究小组将基因组放入酵母液中,使其重新组合成人造DNA。由于基因序列是电脑设计的,于是,文特尔说:“它(人造DNA)没有基因先祖,它的父母是电脑。”

  2008年,研究小组完成了人造DNA的工作,并为其标注了“水印”,以区别于同类的天然DNA。

  2009年,研究小组证明他们可以将自然染色体从一个微生物转移到另一个微生物体内。他们在成功提取了丝状支原体的天然染色体,将其克隆到酵母人工染色体上,并进行遗传改造,随后,移植到山羊支原体(M.capricolum)中。

  丝状支原体的人造DNA被制造出来后,研究小组将其转移到去除了天然DNA的山羊支原体内部。

  试验遭遇何种难题

  研究小组尝试了各种基因的组合以及移植方法,但无数次的试验以失败告终。

  不过,最初的时候,没有奇迹产生。如同电脑程序员寻找程序漏洞一样,研究小组仔细对照人造DNA和天然DNA后,终于发现了一个基因组的错误。

  这个疏漏使整个项目耽搁了3个月。

  在此期间,研究小组尝试了各种基因的组合以及移植方法,但无数次的试验以失败告终。

  直到今年3月的一天,来到实验室的研究人员发现,培养皿上一片蓝色的细菌体经过一个周末的时间正在迅速生长。蓝色表明这些细胞正在使用新的人造DNA。

  项目负责人丹尼尔·吉布森赶快给文特尔发了一条短信:试验成功了。

  听到喜讯后的文特尔拿起数码相机,赶到实验室把期盼已久的这一幕记录下来。经过随后的确认,研究小组肯定新繁殖的细菌具有人工合成的基因。

  文特尔追求的此种基因技术在未来可“炮制”炼制生物燃料的细菌,可“打造”吸收二氧化碳和其他污染物的细菌以及“生产”合成疫苗所需的蛋白质。

  文特尔试验风险何在

  奥巴马总统已致信宾夕法尼亚大学校长埃米·古特曼,要求确定这类技术的合适伦理界限,将其危害控制到最小。

  诚如文特尔所言,他领衔的试验意义如何,应由他人判断。如同文特尔是一个充满争议的人物,“人造细胞”的诞生也引发了争议。

  有西方媒体发问:人造细胞的诞生是否意味着人类也可以扮演“上帝”的角色,创造万物?

  这个敏感的话题未被宗教界视为亵渎。上周,从梵蒂冈传出的消息显示,文特尔的研究很有意义,可能用于治疗疾病。

  加利福尼亚大学贝克利分校的人类学家保罗·兰波认为,就目前而言,人工合成细胞技术由于太过复杂,还不太可能被恐怖分子当作生物武器。然而,这项研究必将改变有关基因技术伦理的讨论热度。长远来看,该技术会被用到合成各种新的基因组,但现在对于未来的长期风险还不得而知。

  奥巴马总统已致信负责生物伦理问题研究的一个总统委员会的主席、宾夕法尼亚大学校长埃米·古特曼,要求确定这类技术的合适伦理界限,将其危害控制到最小。

  中国著名学者、生物博士方舟子表示,文特尔的试验解决了一些技术难题,如达到足够的精确度让人造基因组被细菌识别并用于繁殖。但用“人造生物”或“人造细胞”来定义试验的成功则未免夸大其词。

  “合成的只是基因组,但细胞的其他部分,蛋白质、细胞膜、细胞质、都是现成的,都是来自活的细胞,并非人工合成。”

  在其看来,化学合成的基因组代替天然基因组并不奇怪。在过去几十年的生物工程实践中,一直都用到了化学合成的DNA,只是合成的长度有限。

  然而,他认为这种方法“比较笨”,不具备很多优势;或者说,化学合成与现有的遗传工程相比,只是合成的方法不同。

  方舟子将基因组比作一本书。以前的遗传工程的操作手法,如同用复印机把书内容复印下来,那么化学合成DNA的方式,则是用打字机按照原书的内容逐字敲下来,再证明和原书一致。“但这本书讲的是什么还不知道。如果想改写这本书就必须先了解它的内容,而现在还没到那一步。”

  文特尔试验有何成就

  “他不仅是在拷贝生物或者通过基因工程进行改造,他是在创造自然中绝不会产生的人造生物。”

  对文特尔大加褒扬的人也不少。

  美国分子生物学家安东尼·福斯特表示,文特尔的研究是“令人惊讶的成就”。

  俄勒冈大学哲学家马克·贝岛称,文特尔的发现是生物学和生物技术历史上的决定性时刻。

  美国宾夕法尼亚大学生物伦理学家阿瑟·卡普兰为《自然》杂志撰写评论称,文特尔的试验成果终结了有关生命的存在是否需要特殊力量或能量的争论。“这使它成为人类历史上最重要的科研成果。”

  牛津大学实践伦理学教授居连·萨文拉斯库认为:“文特尔正在推开人类历史上最重要的一扇门,通过它或许能窥见未来。他不仅是在拷贝生物或者通过基因工程进行改造,他是在创造自然中绝不会产生的人造生物。”

  文特尔合成人造细胞路线图

  1 从山羊身上取出支原体细菌体,再将该细菌体的内部掏空,备用。

  2 研究人员通过邮购目录购买DNA片段,随后用4个瓶子装上含此DNA片段不同序列的物质。

  3 含DNA片段不同序列的瓶装物质被放入酵母液中,使其重新组合形成人造DNA。

  4 人造DNA被植入备用的支原体细菌体中,随后该细菌体会分裂成两个子细胞,一个含人造DNA,一个具有天然DNA。

  5 向培养皿中加入抗生素,导致具有天然DNA的细胞被杀死,而含人造DNA的细胞得以存活。

  6 支原体细菌体中的原有天然DNA被彻底清除,最终由人工DNA支撑其恢复生命机能,自此“人造细胞”得以生成。

  □本报记者 谢来

    【新京报】

 

 

   

 

 

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