40亿年前,一堆没有生命的分子凑到一起,形成了最初的原细胞。它们进食、生长、分裂。然后,演化登场,这些细胞变成千奇百怪的形态,把荒芜的星球装点得生机盎然。纯粹的化学世界,就这样跨入了生物学的大门。这个过程怎么发生的,科学家至今吵不出结果。但有一群人换了思路——他们要在实验室里亲手做一遍。
这群人刚刚交出了一份答卷。生物学家把无生命的组件,一样一样塞进一个细胞似的薄膜里,然后看着这袋分子开始表现出生命的行为。这个实验室造出来的合成细胞,生长了,复制了自己的DNA,然后分裂了。它走完了一个细胞周期的基本功能。芝加哥大学研究生命起源的Jack Szostak没有参与这项研究,他的评价是:“令人印象深刻的一步。我不知道还有哪个用生物组件拼装人工细胞的尝试,能走到这么远。”
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但别急着喊“造出生命了”。按任何定义,这个细胞都不算活着。没有持续的食物和核糖体供应——核糖体是制造蛋白质的 machinery——它就活不下去。它没有防御机制,也没有像样的垃圾清理系统。它离真正的生命还差着一截。不过,这已经是迄今最强的一个证明:从非生命中搞出生命,这条路走得通。合成生物学家追逐这个目标,追了几十年了。荷兰斯特拉廷化学研究所的系统化学家Sijbren Otto没有参与这项研究,他的判断是:“朝着用死零件造出活物这个圣杯,迈出了一大步。还没完全到,但确实很接近了。”
这两个评价,一边说“impressive step”,一边说“big step forward”“quite close”,听着都挺振奋。但注意,这两个人都是圈内人,而且都没参与项目。他们对“从非生命到生命”这个方向天生带着期待。而真正定义的权力,握在那些冷冰冰的标准手里——能独立维持代谢吗?没有。能自我修复吗?不行。能脱离实验室环境存活吗?不可能。所以领头做这项研究的明尼苏达大学合成生物学家Kate Adamala,也说得非常克制。她讲的是“我有一张蓝图,我有每个组件的完整化学成分清单”,而不是“我造出了生命”。
这份克制恰恰是这件事最有趣的地方。因为细胞完全是从零拼起来的,所有分子零件都在实验室里手工打造,科学家可以随意鼓捣这个系统,换进换出各种组件。Adamala说:“我有一张蓝图,我有每个组件的完整化学成分清单。”有了这种灵活性,这类合成细胞最终可能被调教去制造新材料,比如生物燃料和药物,还能帮研究者研究疾病。这项新研究尚未经过同行评审。
更深的诱惑在另一端。它可能让科学家触及那些最根本的存在性问题:维持生命所需的最低配置是什么?生命是怎么开始的?如果我们改动今天构成地球生命的这套生物学规则,会发生什么?或者像Adamala问的那句:“生物学还能干什么?”
过去几十年,研究者用不同路线攻这个难题。有的像J. Craig Venter研究所的合成生物学家John Glass,把细菌细胞的基因组削到最小最裸露的版本,想看看细胞活命的最低要求是什么。有的像Otto,试着用分子搭建细胞。现在Adamala这队人走通了第三条路:用非生命组件,直接拼一个能完成生长、DNA复制、分裂这三件事的系统出来。不是简化已有的生命,也不是用分子模拟生命的一部分功能,而是从零开始,用死的东西搭出一个会动的结构。
这件事的意义不在“造出生命”,而在证明了“生命的动作”可以被拆解、被复现。一个袋子,装了正确的化学配方,就能自己生长,自己复制遗传物质,自己分成两个。这三件事不是生命的全部,但它们是生命最核心的三个动作。剩下的问题就变成了:还需要什么才能让它自主生存?这个系统离独立,还差多少步?每一块缺失的拼图,都对应着一个关于生命本质的答案。这个研究还没经过同行评审,但它把问题推进到了可以逐块追问的阶段。对于想知道“死物怎么变活”的人来说,这是比喊口号更实在的进展。
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