疯狂生物学家：用基因编程创造人工生命

这是一个见证奇迹的月份，而说到奇迹，我指的是我们最古老的奇迹，那第一个奇迹——创造生命本身。

在五月的第一周，两家独立机构的两个独立小组向世人宣称，就从无到有创造生命而言，世上多了几位新的造物主。

当然，如果我们要谈论从无到有创造生命，最先要提的是旧的造物主们，换言之，该是生物学家克雷格·文特尔（Craig Wenter）进入我们讨论范围的时候了。

数十年前，当文特尔努力读取人类基因组时（即人类基因组计划），他还开始想，怎样才能写出一个来？他想知道：“生命所需的最小基因组是什么样子的？”

那时即使是编写最小的生命基因组，DNA合成技术也显得过于粗糙和昂贵。不过，生物技术的指数级快速进步解决了这些问题。想一想“合成生物学”，它把上述工作从分子层面转移到数字层面。在合成生物学当中，研究人员可以像使用文字处理器编辑文字那样处理遗传密码。按一下按钮，研究人员就可以剪切和粘贴DNA信息，毫不费力地将之从一个物种导入另一个物种。单个遗传字母可以精确地被调入调出。当编码看起来已经正确无误？只需点击发送，十几家不同的DNA打印工厂现在能够把这些字节转变为生命。

2010年5月，在这些新工具的帮助下，文特尔给自己的问题找到了答案：他创造了世界上第一个自我复制的合成染色体。

为了做成这件事，他使用一台计算机来设计一种新的细菌基因组（总共有超过100万个碱基对）。等到设计完成，遗传密码便通过电子邮件被发送到蓝鹭生物技术公司（Blue Heron Biotechnology），后者专门从事基于数字蓝图合成DNA。蓝鹭生物技术公司收到文特尔的蓝图，并发回装满经过冷冻干燥处理DNA链的小瓶。就像我们把操作系统加载到计算机上，文特尔把这些合成DNA导入到宿主细菌细胞当中，细胞自身的DNA事先已经被掏空。不久之后，细胞“启动”，即开始生成蛋白质，开始新陈代谢、生长并进行最重要的分裂。一个细胞变成两个，两个变成四个，四个变成了八个。而且，每个细胞都只携带由文特尔合成的遗传密码。事实上，这是一种全新的生命形式，从无到有地被创造出来。文特尔称其为“我们星球上第一个由电脑生成的自我复制物种。”

这本身是一则大新闻，但它也是昨日的旧闻。

本月，软件设计和工程公司欧特克（Autodesk）设计了一种合成噬菌体（即病毒），然后通过3D打印把结果呈现出来。一家软件开发公司在病毒上面做什么呢？“嗯，”欧特克著名研究员安德鲁·海斯尔（Andrew Hessel）说，“我们正在考虑这样一种可能性，即你可以使用生物代码（即DNA）为生物编写软件。”

最疯狂的部分在于，文特尔的研究耗时五年时间，与此同时，欧特克公司只花费了两周时间和大约1,000美元。

大致在欧特克公司进行研究的同时，在位于加州拉霍亚的斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute），科学家们成功地创造了第一个带有“外源”DNA的生物体。参与其中的研究人员将之称为：“包含扩大遗传字母的半合成生物体。”

Extreme Tech对此有精彩的报道：

在正常DNA当中——可见于每一种生物体的基因——双螺旋结构的双链跟T、G、A、C四种碱基连接在一起。在这种新生物体中，研究人员添加了X和Y两种新碱基，创造了一种新的DNA形式，（据我们所知）这种DNA在地球数十亿年进化中或宇宙其他地方均未出现过。值得注意的是，这种半合成的外源生物体能够继续正常繁殖，并在繁殖中保存新的外源DNA。

那么，这一切在未来意味着什么呢？毫无疑问，这很难有定论。不过有一点可以肯定，我们迟早会需要对奇迹重新下定义。

译 何无鱼   校 徐笑音