在科幻小說和影視作品裡，人工再造生命體一直是熱門題材，人造動物、人造人的形象經常可見。然而，在合成生物學這一科學的角度來看，這些幻想已經不再遙不可及。日前在滬成功舉辦的第三屆合成生物學青年學者論壇上，來自世界各地的數十位年輕的合成生物學家，向世人展示了合成生物學的諸多潛能——科學技術正幫助人類逐步實現「造物」的夢想。
自從上世紀50年代，沃森和克裡克發現DNA的雙螺旋分子結構以後，基因技術就不斷飛速發展。人們意識到，比起傳統的馴化、養殖、育種等方法，操作特定的基因序列能更直接地操控或改造生物系統。就人們熟知的轉基因技術而言，就是將某個生命體的一段基因「轉入」另一個生命體，使前者的某個特徵表現在後者上。然而，這樣只能做到對細胞內源固有功能的重現和輕度改造。
在「人類基因組計劃」的催生下，科學家對基因組有了更加全面深入的認識，「合成生物學」也應運而生。合成生物學的顛覆性在於，人類將如同「造物主」一樣，可以自行設計合成DNA序列，去「書寫」決定生命特徵的基因。今年3月，國際頂級學術雜誌《科學》（Science）以特刊形式發表了「人工合成酵母基因組」的裡程碑式階段性成果：又有新的5條酵母染色體被人工設計與合成，而來自中國的3個研究團隊佔據其中4條。與會嘉賓、清華大學研究員戴俊彪攻克的正是其中酵母最長的12號染色體。
第三屆合成生物學青年學者論壇合影 主辦方 供圖
記者從論壇上獲悉，令人興奮的是，合成生物學的理論和方法將被應用在醫療、農業、化工、新材料等領域，展現出解決資源、能源和環境等重大問題的巨大潛力，很有可能掀起一場科技革命。
中科院上海植物生理生態研究所的團隊也實現了使用酵母人工合成人參中的活性成分——人參皂苷。據本次論壇負責人、中科院上海植物生態與生理研究所研究員王勇介紹，通常人參至少要種5年才能結果，對種植環境也有較高的要求，而且種完人參後的土地往往需要休耕十年才可繼續耕作。通過種植獲得的人參含有上百種不同的人參皂苷種類，其效果也各不相同。若要獲得高純度的單體化合物用於醫藥研究和開發，往往需要再提取。對一些稀有罕見的皂苷種類，通過這些傳統的方法大量獲得是極其困難的。
而利用合成生物學技術方法就可以「取其精華，去其糟粕」，只需要一到兩天，就可以得到純度高、雜質少、更安全且更適用於醫療的人參皂苷。據透露，該技術目前正進行商業推廣。
圖說：青年學者在論壇上暢想合成生物學的未來。 杜晟堯 攝
華東師範大學研究員葉海峰展示了另一項令人驚奇、最近備受關注的發明——使用智慧型手機，超遠程調控治療糖尿病。
科學家們在患者體內植入一個定製化細胞，該細胞內含有一個LED燈，目的基因會在光照下表達，分泌出胰島素或胰高血糖素樣肽。當光被關閉，基因就會停止表達。當患者通過外接血糖設備發現自己血糖過高后，就可以用智慧型手機控制光的亮度，從而調控胰島素分泌量。
這一研究工作為今後糖尿病的診療一體化、數字精確治療提供了新思路與新策略，前不久經媒體披露後引起了公眾的廣泛關注。記者此次在論壇上了解到，葉海峰團隊目前正積極開展該項技術發明的大動物臨床實驗，並完善設計，希望能實現整個系統的全自動化。
可喜的是，像這樣能直接造福民生的合成生物學研究新進展，在我們身邊還有不少。王勇表示，目前我國合成生物學領域內論文發表數居世界第二位，僅次於美國。十二五期間，上海在合成生物學基礎、應用和平臺建設上，取得了一批重要成果。本市在合成生物學研究上已形成了一批優勢學科方向和研究團隊，在全國乃至全世界都佔有重要的一席之地。