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播客 | 生命前哨
制作 | 百岁新我
1957年,苏联把一颗名叫Sputnik的卫星送上了太空。这颗卫星只有篮球那么大,里面装的东西也非常寒酸——只有一台无线电发射机,只会发一种声音——“哔哔,哔哔”,像一只电子蟋蟀一样。它不会拍照,不会传数据,不会做任何你觉得“卫星应该做的事”。它就只是绕着地球一圈一圈地转,然后一声一声地叫。
但全世界的科学家都停了下来,听那个声音。那并不是什么了不起的消息,就是一个电子信号,重复地、微弱地,从头顶上掠过。但就是那个信号,让所有人都明白了一件事:人类可以把东西送进太空了。
那之后的故事——载人航天、登月、空间站——都是从那一声“哔哔”开始的。
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人类第一颗人造地球卫星——Sputnik
69年以后的今天,明尼苏达大学的科学家Kate Adamala给她的一项研究取了一个名字——SpudCell。这个名字就是在致敬人类的第一颗人造卫星——Sputnik。她想做的,不是发现什么新现象,而是像当年发射卫星一样,证明这件事“现在我们可以做到了”。
小时候我们都玩过玩具,一定也都干过同样的事:就是把玩具拆开,想看看里面到底是什么。拆完了想装回去,结果发现装不回去了。因为太复杂,零件太多了,不知道哪个先哪个后,也不知道它们之间是怎么配合的。
而生命比任何一种我们玩过的玩具都要复杂,过去几十年,科学家一直在做一件事就是:拆。他们把细胞拆开,把基因拆开,把蛋白质拆开,但和玩具一样——拆完了,装不回去。
所以长期以来,我们对生命的理解是“拆解式”的——我们知道基因是什么、蛋白质是什么,但不知道这些零件是怎么组合成一个能运转的整体的。
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Kate Adamala 教授
SpudCell之所以让人兴奋,就是因为它标志着人类第一次开始从“拆”走向“装”。那么SpudCell到底做了什么呢?
它用150到200种化学分子,从零开始组装了一个细胞。这个细胞能吃、能长、能分裂——大约12个小时复制一代,能持续5到10代。
和Sputnik一样,它也极其简陋:只有9万个碱基对的基因组,比大肠杆菌要简单几十倍。它需要被“喂养”核糖体,所以每分裂一次都会变弱,撑不了几代。但它确实在分裂,在传递遗传信息,在做着“活”的事情。
以前也有人做过类似的事情。2010年,克雷格·文特尔研究所曾经做出过一个“最小细胞”——但严格意义上来说那是“改造”,不是“重建”。他们是在一个现成的天然细胞骨架里换上人工合成的基因组,相当于换了发动机,但车架子还是原来的。
而SpudCell是从零开始搭——所有零件都是化学合成的,所有结构都是从无到有组织起来的。它是人类第一次用工程化的方法重建了一个活细胞的运行系统。
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显微镜下的 SpudCell
一位没有参与这项研究的帝国理工学院合成生物学家评价说:“这很可能是近年来合成细胞领域最大的突破。”
当然,SpudCell现在还什么都做不了。它太脆弱,也太简陋,但它是一个可以开始迭代的起点。这也是为什么,这项研究的两位创始人决定成立一家名为 Biotic 的非营利机构,宣布将SpudCell的全套化学配方彻底开源,他们想做的是生物界的Linux操作系统。如果合成细胞可以被工程设计,那理论上它就可以被编程去做很多事情——比如生产新型药物、捕获二氧化碳、制造生物材料等等,甚至是做一些天然细胞不擅长的事情。
当Sputnik卫星1957年在太空里“哔哔”作响的时候,没人知道它会通往何处。但所有人都知道,那个信号意味着我们迈出了第一步。
SpudCell也是一样。它现在的状态,何尝不是在发出“哔哔”的信号,告诉所有人:我们做到了。做到了从零开始,用非生命的化学分子,组装出了一个能分裂的细胞。
至于这条路会通向哪里,谁也说不好。但毕竟,现在已经都有人在认真计划移民火星了。
* 文章内容仅供参考,不构成任何建议
since 2015.
来源/ The New York Times
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