中新网5月22日电 据香港《文汇报》报道,生物工程进入新纪元!美国克莱格.文特尔研究所一个有华人参与的研究团队宣布,在实验中制造出世界首个完全由人造基因指令控制的人造生命,使人类的能力拓展到可以操纵自然世界,将来可制造有特殊功能的生物,在生产疫苗及洁净能源等领域大派用场。
报道指出,由美国生物学家文特尔领导的研究团队,重塑“丝状支原体丝状亚种”(Mycoplasma mycoides)这种微生物的DNA,并将新DNA片段“黏”在一起,植入另一种山羊支原体中。新生命1个月前诞生,昵称“Synthia”(合成体),这种微生物由蓝色细胞组成,能够生长、繁殖,细胞分裂了逾10亿次,产生一代又一代的人造生命。植入的DNA片段包含约850个基因,而人类DNA图谱上共有约2万个基因。
研究员建构的染色体中的基因,由108万对“字母”组成,研究员并在合成基因留下“水印”,包括46名科学家和研究员的名字、研究所的网址,以及爱尔兰作家James Joyce的名句“生存、犯错、倒下、战胜,用生命创造生命”。21日出版的《科学》杂志收录了这一研究。
耗时15年花费3.1亿
文特尔在这个项目奋斗了15年,花费了4000万美元。2008年,他率先宣布制造出合成细菌基因,但它未能操控细胞。他说:“这是首个合成细胞,这是地球上首个自我复制的物种,它的母亲是一部计算机。”他称,尽管这只是开始,但研究改变了思想,印证了假设,“带领我们跨越边界,进入一个新世界”。
哈佛实践伦理学教授列库斯说:“文特尔打开了人类历史的大门,窥探它的未来。他向上帝的角色迈进:创造自然界中从没存在过的生命。这种可能虽然远在未来,却是真实和意义重大。但是,所要面对的风险也是前所未有的。”
对于被指扮演上帝,文特尔强烈抗辩:“每当医疗或科学上发生与生物学有关的突破,都有这个说法出现,但从很早以前,人类都在尝试驯服自然,这是我们饲养动物的起源。”
多名研究人员和伦理学家说,它开创了前所未有的操控生命方式。多年来,科学家一直在改造DNA片段,创造出各种各样的基因工程植物和动物。但他们说,创造完整生物体的能力为人们提供了新的掌握生命权力。
美国罗格斯大学分子生物学家埃布赖特说,这确实是人与自然关系的一个转折点,历史上第一次有人创造了一个完整、带有预定特性的人造细胞。
斯坦福大学生命医学伦理中心主任马格努斯说,它有可能改变基因工程,此类研究将猛增。哈佛医学院基因学教授丘奇称,研究是一个里程碑,具潜在应用用途。
媲美计算机革命
推动生物工程的加拿大“粉红军合作组织”指出,这项研究的影响媲美“计算机革命”,文特尔创造了“演化之树的一个分支”,值得颁发诺贝尔奖。
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美诞生世界首例人造生命 研究者称运用前景广阔
美诞生世界首例人造生命
美国科学家制造出完全由人造基因控制的单细胞细菌
20日,美国科学家宣布世界首例人造生命———完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生,并将它命名为“人造儿”。这项具有里程碑意义的实验表明,新的生命体可以在实验室里“被创造”,而不是一定要通过“进化”来完成。
“一个新时代到来”
这项研究由美国基因遗传学顶尖科学家克莱格·凡特主持,历时10多年,耗资超过4000万美元。研究团队共有20多位科学家。
名为“人造儿”的人造细菌内核是移植于实验室、完全人工合成的基因组。凡特博士表示这意味着“一个新时代的到来”。
科学家们首先选取一种名为丝状支原体的细菌,对其基因组进行解码并复制,产生人造的合成基因组。然后,将人造基因组移植入另一种称为山羊支原体的细菌,通过分裂和增生,细菌内部的细胞逐渐为人造基因所控制,最终成为一种全新的生命。在培养皿中,合成细菌的分裂等行为就像天然细菌一样。
科学家们在“人造儿”DNA上写入4个“水印序列”,使其有别于同类的天然细菌,以及在这种生物的后代中识别它的“祖先”。
“当带着水印的细胞活了过来,我们欣喜若狂,它是一个活生生的生物了,成为了我们地球上各种生命的一部分。”凡特博士说。
应用前景广阔
尽管这种技术目前仍处于实验阶段,但研究人员相信其运用前景广阔。
研究小组计划,先合成出可供生命存在的最小数量的基因,然后通过向其中弥补其他基因,制造一系列新的微生物,比如可生产生物燃料的细菌、有用的药品、可以从空气中吸收二氧化碳和其他污染物的细菌或是制造合成疫苗所需的蛋白质。(吴妮)
人造生命原理图示
1. 科学家选取一种名为丝状支原体的细菌,将它的染色体解码。然后利用化学方法一点一点地重新排列DNA。
2. 将重组的DNA碎片放入酵母液中,令其慢慢地重新聚合。
3. 将人造DNA放入另外一个受体细菌中。通过生长和分离,受体细菌产生两个细胞,一个带有人造DNA,另外一个带有天然DNA。
4. 培养皿中的抗生素将带有天然DNA的细胞杀死,只留下人造细胞不断增生。
5. 几个小时之内,受体细菌内原有DNA的所有痕迹全部消失,人造细胞不断繁殖。新的生命诞生了。
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反对者称“打开潘多拉魔盒”
“创造生命”再次激起了古老的争论:人类是否可以扮演上帝的角色?
英国牛津大学的伦理学教授朱利安·萨乌莱斯库认为:“凡特推开了人类历史上最重要、最基础的那扇大门———窥视生命的本质。他直接扮演了上帝的角色———创造出自然界原本不存在的新生命。”
一个名为“人类基因学警告”的团体负责人戴维·金说:“凡特的研究无异于打开了潘多拉的魔盒。”反对者认为,人造的有机体如果扩散到自然界,引发生物基因变化,有可能造成环境灾难,它们还有可能被用来制造生物武器。(吴妮) (来源:新京报)
国际专家议论“人造生命”的诞生
【搜狐科学整理】美国科学家宣布世界首例人造生命———完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生,并将它命名为“人造儿”。此项研究引起了国际众多生物医学、伦理学家的热烈回应。
部分科学家对此给予了高评价:
美国拉特格斯大学分子生物学家理查德·埃布赖特:这是人与自然关系的一个转折点,历史上第一次有人创造了一个完整的带有预定特性的细胞。(新华网)
斯坦福大学生物医学伦理中心主任戴维·马格努斯:这项研究可能开启基因工程新纪元。(新华网)
宾州大学的生物伦理学家亚瑟·卡普兰:研究成果可以彻底平息有关生命到底需不需要特殊力量才能被创造和生存下来的争论,甚至可以颠覆人类长久以来对于生命本质的看法,让人们重新审视自身和人类在宇宙中的地位,其深远意义堪比伽利略、哥伦布、达尔文和爱因斯坦等先贤对人类发展做出的贡献。(中国日报网)
英国牛津大学的伦理学教授朱利安·萨乌莱斯库:凡特推开了人类历史上最重要、最基础的那扇大门———窥视生命的本质。他直接扮演了上帝的角色———创造出自然界原本不存在的新生命。(新京报)
部分科学持担忧态度:
波士顿大学生物医学专家詹姆斯·柯林斯:我不认为上述合成的单细胞生物体意味着一种人造生命形式的诞生,它只是一个带有人造基因组的生物体,而非人造生物体。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显得非常重要。(新华网)
美国波士顿大学生物医学工程教授吉姆·柯林斯:这项成果破坏了我们有关生命属性的基本信念。(深圳商报)
一个名为“人类基因学警告”的团体负责人戴维·金:凡特的研究无异于打开了潘多拉的魔盒。
反对者认为,人造的有机体如果扩散到自然界,引发生物基因变化,有可能造成环境灾难,它们还有可能被用来制造生物武器。(新京报)
“人造生命”研究在巨大争议中依旧进行
一石激起千层浪
疑问之一:“人造生命”意味着什么?
加拿大生物伦理学组织认为,合成生物学的种种进展比10年前克隆羊“多莉”的问世意义更重大,是人类自然科学史上的里程碑。而香港中大生化系客席教授曹宏威博士则认为,人造生命的出现对人类观念上的冲击更为巨大,尤其是对宗教造成了严峻挑战:“倘若人可以完全制造生命的话,神便可说是毫无角色可言。”
英国《卫报》10月10日发表了英国剑桥大学生物化学系博士尼克?盖依的文章,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越。
那么“人造生命”技术带给我们什么益处呢?首先是应对能源危机和解决环境问题,这也是该研究的最初目的。其次,在基因诊断方面,我们更深入地了解了自己生命的组成元素,从源头封杀困惑我们人类的多种遗传疾病;能够定制细胞,替换自体受损和病坏器官;能够造出高效精准的细胞生物,将药物直接送达病灶;还将提高生命的本质,不仅人和人之间能进行完美的基因互换,还能合成更加高等的基因染色体实现人种的优化。未来的人类将和科幻电影里的人一样能够不断再生,并保持一种思想状态,也就是我们所说的“记忆克隆”。这样人就有可能不死,而且思想也能一步步循环下去。
疑问之二:新物种会不会失控变成“魔鬼细菌”?
2002年和2004年好莱坞分别上演了《生化危机》第一和第二部,第三部也已于今年9月底搬上银幕。人们担心的是,随着“造物技术”的不断发展和广泛应用,管理疏漏或技术偏差会不会导致新物种失去控制,演绎现实版的《生化危机》?
文特尔本人承认,研究中涉及的技术,从理论上来说有可能用于制造新的致病细菌,甚至用于研制生物武器。对此,他说将慎重考虑该公布哪些研究细节,而且在实验中也会采取特定措施,以确保新造出的细菌只能在实验室“温暖的培养液”中生存,不会成为“魔鬼细菌”。
美国加利福尼亚大学分子生物学教授戴维?迪默也认为,人造生命失控的风险“极其微小”,人类制造的任何东西都不可能与那些在自然界进化了30亿年的生物竞争。细菌吞噬所有东西,它们吃汽油,吃地底下的石油,吃绿色的碳氢化合物,吃所有的东西。它们还会把我们放在那里与它们竞争的所有东西吃掉。此外,科学家们还设计了另一层保护措施:所有人造生命都依赖于自然界中不存在的化学物质,将这些关键性的化学物质一消除,人造生命就会死亡,当人造生命进入自然环境之后,情形更是如此。
然而生命非常复杂,它也可以进行自我修复、自我管理,而且能发生突变以适应环境。几乎所有科学家的研究初衷都是好的,防御系统也是极其严密的。对于生命这样的复杂系统其不可测性很可能超出人们的预料。对此,《卫报》10月22日的一篇评论员文章进行了深入思考,称合成生物技术能再造自然,但危机重重。而诺丁汉大学临床生理学家迈克尔?雷涅则对反对这项技术的人表示愤怒,称激起人们对科学的恐惧,只会造成科学家匮乏。英国有大量的科盲,极度缺乏科学家,应当从小培养孩子们对科学的兴趣,培养英国未来的克雷格?文特尔和杰伊?科斯林,而不是制造恐惧和无知的气氛。
疑问之三:会不会出现生物行业的“微软”帝国?
技术垄断会带来巨大的商业利益。文特尔研究所去年10月份向美国专利局提出拥有他实验室造出来的小生物专利的申请。今年5月底,美国专利局公布了他的专利证号:#20070122826。
文特尔抢滩“造物市场”的举动引起了生物行业的担忧,加拿大生物伦理学组织谴责这种行为是“企图在社会上实施一项异常的新技术而不说明它的全部影响”。该组织研究人员吉姆?托马斯说,这种垄断行为施放了一个信号,合成工业和合成生命形式私有化这样的高端商业竞争已经开始;文特尔公司正在变成合成生物界的“微软”。在这些权利进一步发展之前,必须考虑它们对社会、道德及环境等方方面面的影响,并广泛探讨它们的社会需要程度和可接受程度。同时,该团体的38个组织联合号召多个国家的专利局从安全方面着想,抵制文特尔的专利申请。
尽管目前文特尔的合成生殖支原体只能生存在特定的环境中,而其它的生物工程生命一旦逸出到自然环境中,又在专利权的保护下,那将造成更大的危险。
疑问之四:道德标准如何定义?
关于生命的起源、生命的神圣性、生命的尊严等等问题,不同背景的人观点各不相同,而人造生命将颠覆所有这一切。
从基因诊断方面考虑,当人们掌握了生命密码之后,“隐私”这一概念将重新定义。目前的保险公司在接受投保时,要求申请人必须做体检,未来是不是要求看到申请人的基因图?而一旦有了基因图,知道了“命中注定”的事情,保险行业还有没有必要存在?公司老板在挑选雇员的时候,会不会存在“基因歧视”?为了得到更优秀的下一代,可能会有更多的堕胎事件,以筛选掉我们认为不够好的婴儿?按照不完善的道德标准,斯蒂芬?霍金这样的天才很可能不会出生。
从基因治疗方面考虑,如果创造“人造生命”是为了某个特殊使命。那么,这些低等生命可以任由我们役使么?它们是否也有生存的权利?我们可以对它们随意地践踏、掠夺、损“人”利己呢?就像对待动物或牲畜一样,我们只是有力量,而不是有权利决定它们的生死。创造“人造生命”也可以是为了造出完美超凡的未来人类。那么,这些优秀人类会比普通人类更高等么?他们更加美丽、更加强大,比我们更加有力量,我们能否接受他们的统治?
道德标准应该是双向的,还是双重的?
疑问之五:伦理关系能否善处?
掌握了合成染色体技术,正如文特尔所说,人类已经从阅读基因密码转向有能力编写它。如此,我们很快会面对一个新的问题:优化人种。
我们会为将来的婴儿编制智商、性格和相貌。一个人的孩子很可能不算是他的,因为他孩子的身上并没有多少基因是从他那里遗传的,很可能是从某个伟大人物的身上借取了更多。这么一来,究竟谁是孩子的父母?
如果能购买“良种胚胎”,那么父母的身份问题就变成了法律问题,而不是生物学问题了,“亲子鉴定”技术也将失去存在的意义。
就像未来学家阿尔文?托夫勒在《未来的冲击》中描述的那样,人们可以想象这样荒唐怪诞的事情:一对夫妇买了一个胚胎,把它放在试管里培育,然后以第一个胎儿的名义又买一个,似乎是在筹划信托基金。在这种情况下,这对夫妇在第一个孩子未成年时就成了法律上的祖父母。我们需要一套全新的词汇来描述亲属关系了。当然还可以更加荒唐地以“后到”胚胎的名义买“先来”胚胎,这样,一个小孩子可能是一个大孩子法律上的父亲或母亲。
我们面临的将是怎样混乱的局面?