摘要： 美国生物学家克雷格·文特尔、汉密尔顿·史密斯及其同事在5月20日出版的美国《科学》
杂志上宣布，他们创造了一个人造生命。更准确地说，他们利用实验室里现成的化学物质，制造出
了载有约1000个基因的DNA片断 ...
美国生物学家克雷格·文特尔、汉密尔顿·史密斯及其同事在5月20日出版的美国《科学》杂
志上宣布，他们创造了一个人造生命。更准确地说，他们利用实验室里现成的化学物质，制造出了
载有约1000个基因的DNA片断。这是自万物起源以来第一个没有祖先的生命，这个名为"辛西
娅"（synthia）的人造生物的诞生，意味着人造生命的时代已经来临。
"科学家对基因修改的研究已有多年，但交换整个基因组则是完全不同的，其他一些研究通常
所作的改变是将少量的基因从细菌中分离。现在我们可以从计算机中提取信息开始，可以从数字代
码开始，以四个实验瓶中的化学物质（指组成DNA的A,T,G，C）创建新的遗传密码，我想这就是最
大的不同。"
——克雷格·文特尔
曲折的创造生命之路
从最基本的生命组件创造一个活生生的有机生命，是文特尔15年前就有的一个雄心勃勃的理想
。纵观以往的生命史，生命的实质就是信息的传递，但是首个人造生命的诞生表明，不需要闪电的
激活，不需要生命的代代相传，就可以让生命从最基本的组件中诞生，从非生命物质到活生生的生
命，相比之下，以往的基因改造只是入门之作，而文特尔在合成生物学上跨出的这一步，才是真正
掌握了操纵生命的艺术。
创造生命的探索之途历经艰难和曲折。一开始，为了少些麻烦，文特尔尽可能地寻找最小的生
物体，并想法将它弄得更小。他起先选择的是一种生殖支原体，一种在生殖道中栖居的生物，是已
知最小的非寄生细菌，只有485个基因，然后，将基因一个个剔除，看它是否还能存活，以确定哪
些基因是可要可不要的，以期以一个更小的生命体来做合成生命的原型。
但这似乎走进了死胡同，虽然可以证明有100个基因并非是必需的，至少在适宜的实验室环境
下可以不需要，但一下子将这些基因全部剔除它却无法存活，找出能够生存的最小的基因组要花许
多时间，因为这种支原体的生长速度十分缓慢。
更重要的是，需要较小基因组的理由也渐渐淡化。DNA合成技术日趋成熟，其价格越来越低，
所以文特尔决定改而采用稍作修改的完整的支原体基因组。
2003年，文特尔合成了病毒Phi-X174的基因组，只有11个基因，但它却并非第一个人工病毒，
一年前，纽约州立大学石溪分校的一个研究小组复制了脊髓灰质炎病毒，不过非常衰弱，只能勉强
繁殖。文特尔合成的病毒却是货真价实的，当病毒DNA注入宿主细胞时，宿主细胞的反应就像感染
了真正的Phi-X174病毒一样。
但是生殖支原体的生长缓慢还是个问题，于是研究小组改用了它亲缘关系相近的丝状支原体，
只是它的DNA是前者的两倍之多，不过以现在的技术这已经不构成什么问题了。为了容易辨别这种
新的菌种的不同，文特尔和他的同事剔除了丝状支原体中他们认为不需要的14个基因，然后加入了
一些他们新设计的DNA，文特尔将这个过程称作"嵌入水印"。
枯燥的实验终于加入了一点有趣的东西。文特尔说，他们嵌入的"水印"中包括一段密码，里面
含有一个网站的网址和三句引文，只要你知道如何解密就行。水印的明文部分标名它是属于文特尔
的，编号为JCVI-syn1.0。
完成重塑的基因组被注入无基因细菌，含有这种细胞的液体被撒在琼脂培养盘中，单个细菌的
生长繁殖会在琼脂上产生斑点，研究人员对一些繁殖茂盛的斑点进行DNA测序，现代基因测序技术
可以迅速完成对支原体基因组的测序，检测结果表明，菌群中确实包含有合成基因组。人造生命的
杰作真的活了！
文特尔：聪明的"园丁"
生物技术有时更像人与自然交流的一种传统方式：园艺。园艺技术主要是通过修剪与嫁接。以
基因为"修剪嫁接"对象的生物技术却遇到了这样的拦路虎：生命体有自己的一套方式，而不管人类
"主人"有什么打算。生物技术中的"修剪"包括去除一些虽对野生生命有好处但却消耗能量，不利完
成指定任务的特性，生物技术中的"嫁接"是添加进从别处转移来的具有某种特性的基因。
文特尔还是希望能回到他最初的设想，通过完整而合理的"修剪嫁接"，创造一个最小的基因组
。这个雄心勃勃的设想将成为生物科学的一个新的里程碑，生物技术将从逐个基因操控，发展为一
个以"批量生产"方式改变生命的合成生物学产业。
为此，文特尔就像一个聪明的园丁一样，在过去的十年里锲而不舍地向这个方向努力。显然，
他为细菌互换"零部件"的想法十分成功。细菌族中的每个物种，或一群物种，都有一个由数百个或
数千个基因构成的基因子集，这个基因子集来自于包含了无数个基因的基因库。因此对虽有亲缘关
系但有很大不同的细菌进行比较，可以揭示一种与最小基因组概念类似的"核心能力"，以寻求制造
出有实用价值的细菌（比如批量生产某种特效药物）的途径。
文特尔的目光并不仅仅放在细菌上，除了寻求最小基因组之外，他还瞄准了单细胞的藻类。从
单细胞的细菌跨越到单细胞的藻类，听起来是很短的一步。但在生物分类上，藻类与细菌是完全不
同的，这一类生物包括动物、植物、真菌及藻类。
藻类的有趣还体现在其他方面。包括文特尔在内的许多人都想用藻类来制造生物燃料。它们可
将大气中和发电站排气中的二氧化碳，通过光合作用转化为石油或柴油。目前几乎所有用来生产生
物燃料的微生物都是通过发酵作用来实现这一目的的，利用藻类就可以省掉一些中间步骤。
文特尔的目的是要实现对细菌基因组的全面控制，将研究对象扩大到各种不同的微生物。他麾
下的合成基因组公司已和Exxon签约，将由其斥资6亿美元，从藻类中制作生物燃料。文特尔表示要
努力"建立完整的藻类基因组，这样我们就可以改变藻类生长中50%-60%的参数，藉以形成各种超多
产的有机体。"到目前为止，通过对众多海水微生物DNA的分析，文特尔已拥有约4千万种基因的库
存，其中大部分源自于藻类。他说，这些基因将是一笔可观的资源，足以使捕获的藻类产生有用的
化学物质。
未来生命科学展望
然而，科学家的所有这些设想和努力，都要取决于一个因素：合成DNA价格的持续下降。这与
戈登·摩尔关于电脑发展的著名定律很有些相似，过去十年里DNA测序和DNA修改的价格都在直线下
跌。前者意味着世界上的DNA数据库里已有了生命之树各部分的大量基因数据，后者意味着这些基
因的剪切粘贴都在变得越来越便捷容易。
合成生物学作为一种正在"起飞"的技术，不仅是件好事，而且于人类至关重要。创造一种新的
实用生物体的过程将会是一种不断失败不断尝试的曲折过程，人工选择的进化方式很可能会像自然
选择一样，浪费大量的资源。但很多人对基因合成的繁殖方式有所担忧，君不见电脑黑客制造的电
脑"病毒"给人们带来多大的烦恼，他们担心，未来的黑客们也许会利用合成生物学，制造出真正的
病毒。
无疑，这是一种风险。但几乎所有技术都一样，既可用来行善，也可用来作恶。用来制造病原
体的技术也可用来制造疫苗。既能行善，且能带来利益的事，总是比邪恶的欲望更能吸引更多的人
，如此说法并非盲目乐观。利用合成生物学，人们可以发明新的作物、新的燃料、新的疾病治疗方
法和新的药物。当然，也可能会有人利用合成生物学技术做一些疯狂的事情。
在科幻小说迈克尔·克莱顿的《侏罗纪公园》中，展现了恐龙复活的惊人场景，但实际上，没
有任何办法利用存活下来的DNA直接让生命复活。但是如今人类已经有了成功制造出基因组的能力
，加上对复杂生物体有了更为深刻的理解，相信总有一天，合成生物学将能制造出做出类似恐龙的
生物。
不过，虽然恐龙没有留下可用的DNA，其他更晚灭绝的生物却慷慨地给予了我们机会，想像一
下，将合成生物学用于目前已完成测序的尼安德特人的基因组，再与现代人类的DNA相比较一下，
看看有什么根本的不同，这是多么令人兴奋的事情。如果能够创造出一个尼安德特人出来，再亲口
问他一些问题，那将多有意思！不过，如果这种做法会引起伦理道德上的争议的话，不妨来只远古
猛犸象试试怎么样？
来源：文汇报
