合成生命是指從其它生命體中提取基因,建立新染色體。然後將其嵌入已經被剔除了遺傳密碼的細胞之中,最終由這些人工染色體控制這個細胞,發育變成新的生命體。該項技術是2010年美國《科學》雜誌、《時代》雜誌評選的十大科學突破之一。合成生命的誕生,為生命科學研究帶來了新的生機。
2010年5月22日,美國生物學家克雷格·文特爾(Craig Venter)在實驗室中製造出世界首個人造生命細胞。克雷格·文特爾將一種稱為絲狀支原體絲狀亞種的微生物的DNA進行重塑,並將新的DNA片段「粘」在一起,植入另一種細菌中。新的生命由此誕生,這種新生的微生物能夠生長、繁殖,並產生一代又一代的人造生命。植入的DNA片段包含約850個基因,而人類的DNA圖譜上共有約20000個基因。克雷格·文特爾也是人類基因組圖譜的合作繪製者。
這個人造生命被稱為「辛西婭」(synthia),即「人造兒」的意思。它的價值就在於,人工合成的細菌實現了獨立複製、增殖,這是生命的特徵!這項具有裡程碑意義的實驗表明,新的生命體可以在實驗室裡「被創造」,而不是一定要通過「進化」來完成。
2012年,英國科學家宣稱,他們人工合成了一種名為XNA的物質,在許多關鍵功能上可替代DNA,這對研究生命起源乃至「人造生命」具有重大意義。對許多人來說,簡稱DNA的脫氧核糖核酸並不陌生,它是攜帶生命遺傳密碼的重要載體。人工合成的XNA也能像DNA一樣存儲遺傳信息。由於它所用的「鏈齒」,也就是鹼基,和DNA中的一樣,因此XNA鏈條和DNA鏈條之間還可互相結合,實現遺傳信息的傳遞。XNA已擁有DNA的兩個關鍵功能——遺傳和進化。
這項研究還被認為是在「人造生命」道路上邁出的重要一步。不過有專家認為,人類使用XNA來人工編制遺傳信息並創造一種新生命,還有很長的路要走。
許多科學家指出,文特爾的團隊也反覆強調,他們所做的,遠非大眾所想像的那樣,「玩弄上帝之手」。他們所合成的並非整個細胞,而只是細胞的一部分——染色體。當染色體被移植到受體細菌內時,它利用細胞質中原有的生命材料和機制,製造自己的蛋白質。這就像是給電腦換了個作業系統,而並非購置一臺新電腦。而且,這條人工合成的染色體,幾乎完全以自然界已有的基因組為模板,科學家們並沒有任何大規模創新生命的舉動。
這種新方法是否會被用來製造出各式恐怖的生物武器?這種可能性極小。我們對生物的認識,還遠遠沒有達到可以隨心所欲的程度,還不可能像拼積木一樣把一堆特定基因湊在一起就得到特定生命形式。因此,不必擔心世界在一周之後會發生巨變。 (作者葉青為中科院中國現代化研究中心副研究員)