在实验室里制作“人”

7　在实验室里制作“人”

知识导航

很多年前，人造病毒就诞生了；最近，中国完成了恐怖的致病蛋白质球粒的受控产生。但是对于高等一些的细菌，直到最近才获得突破。

不久之前，美国科学家宣布，完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生，这表明世界首例人造生命制造成功。科学家将这种在实验室制造的“生命”命名为“人造儿”。

这项实验算的上是生物科学中的里程碑。实验表明，新的生命体可以在实验室里“被创造”，而不是一定要通过“进化”来完成。

单细胞细菌

主持这项关于人造生命研究的是美国著名的基因遗传学家克莱格·文特尔。这项实验耗资近4000万美元，由20多位科学家经过10多年的研究才完成。“人造儿”的细菌内核是移植于实验室、完全人工合成的基因组。

科学家们首先选取一种名为丝状支原体的细菌，对其基因组进行解码并复制，产生人造的合成基因组。然后，将人造基因组移植入另一种称为山羊支原体的细菌，通过分裂和增生，细菌内部的细胞逐渐为人造基因所控制，最终成为一种全新的生命。在培养皿中，合成细菌的分裂等行为就像天然细菌一样。

山羊

科学家们给“人造儿”的DNA上加入了四个“序列水印”，让人们很容易将这些细菌和其他的天然细菌区分开来。还可以让人在这种生物的后代中识别它的“祖先”。

凡特博士说：“当带着水印的细胞活了过来，我们欣喜若狂，它是一个活生生的生物了，成为了我们地球上各种生命的一部分。”

尽管这种技术目前仍处于实验阶段，但研究人员相信其运用前景广阔。

研究小组计划，先合成出可供生命存在的最小数量的基因，然后通过向其中弥补其他基因，制造一系列新的微生物，比如可生产生物燃料的细菌、有用的药品、可以从空气中吸收二氧化碳和其他污染物的细菌或是制造合成疫苗所需的蛋白质。

2012年1月，美国俄勒冈国家灵长类动物中心里有两只小猴子出生了。这两只在实验室出生的猴子看起来和其他小猴子没有什么区别，但事实上它们是科学新突破。这两只小猴子是世界上第一批嵌合猴，它们是用6个“双亲”的遗传材料创造出来的。然而它们的诞生却引发了伦理风暴，评论家谴责科学家无视动物福利。

嵌合猴

这两只猴子是一对双胞胎，他们的名字分别叫做罗库和贺克斯，分别是日语和希腊语中的“6”，它们是用6只猴子的遗传材料培育出来的。美国俄勒冈健康与科学大学的研究人员从6个短尾猴晶胚里提取细胞，并在实验室里把它们组合成一个胚胎，然后把它移植到代孕母猴体内。

通过这种方法诞生3只雄性短尾猴——双胞胎罗库和贺克斯，以及奇美罗。然而为了达到这个阶段，他们利用几十个晶胚做试验，其中一些代孕以失败告终。虽然大部分动物只包含双亲的遗传材料，但是嵌合猴的身体包含6种不同类型的细胞，每种都含有来自每一个不同生物学父亲的DNA。尽管很多老鼠、一些兔子和农场动物是通过这种方式诞生的，但是以前从没有人创造嵌合猴。

参与这项研究的科学家表示，罗库和贺克斯非常健康，它们的诞生为科学创造了巨大可能性，这是因为猴子非常聪明，而且它们的生物学特征与人类非常接近。该技术有助于我们更好地了解试管受精和避孕方法，并能从零开始培育人类器官。

知识拓展

什么是人造生命的水印？

在制造新的人造基因组时，在DNA中加入的“水印”可以把人造基因和天然基因区别开来。研制这种人造基因的科学家在接受采访的时候表示：“这些‘水印’中包含着一些加密信息。如果要破译这个信息，首先要确定‘水印’中暗含的氨基酸序列。”

虽然科学家们拒绝透露这些加密信息究竟是什么，但是他的这些话给破解这个谜团提供了线索。

有人对这些基因遗传学家所提交的基因组进行了分析。由于每三个相邻碱基可以决定一个氨基酸，并可以用一个字母代码来表示，将几条水印中氨基酸字母代码组合起来后发现，原来这是一句如诗般的名言——“去活着，去犯错，去跌倒，去胜利，去从生命中创造新生命。”

这句话的作者是爱尔兰的作家和诗人詹姆斯·乔伊斯，他这句经典第一次有了新的载体——蛋白质。这句话本身就是对这个事件和人造生命的写照和祝福。

美国科学家表示，人造生命与克隆存在着质的区别，克隆是利用现有遗传信息“复制”生命，而人造生命则是利用核苷等组成脱氧核糖核酸的基本要素创造新生命。有科学家表示，这项发明将是一个大新闻，每个人都将知道它，我们所说的是一项能从本质上改变我们世界的技术。创造样品细胞使宇宙中出现新的生命形式成为可能，也能够解释生命起源的奥秘。制造人造生命有许多关键要素，如细胞膜，它将允许人造生命细胞筛选出对生命成长有用的分子，为细胞分裂提供营养。此外还需要一个基因体系，以控制细胞的功能，使细胞能根据外界环境变化而繁殖或变异。最后，人造生命还需要一个新陈代谢系统，以从外界环境中吸收营养，并将营养转化为能量。人造生命将会在未来解决一系列目前人类难以克服的问题，其中包括抵御疾病、吸收温室气体以及处理垃圾等。

人造生命的研究引发了许多道德伦理方面的争论，有科学家认为，这是在试图缩短几百万年来的进化历程，创立自己的生物起源版本。此外，很多科学家还担心潜在的生物恐怖和环境问题。有科学家提出，因为目前没有生物合成的相关监管规定，将来生物恐怖主义分子很可能利用这一技术制造致命病毒或生化武器，而实验室中的人造细菌是否会给环境和人类带来更大的风险也让人忧心忡忡。对此，支持生物合成的科学家表示，生命并不是魔法，怀有宗教情结的老一代生物学家已跟不上科学的发展。

细胞膜

从实验结果看来，里勃切特的研究小组似乎成功制造出了一个人造细胞。有报道说，这项研究距离合成生命——即人工制成新的生物体——已只有一步之遥。

但实际上，这些实验中的生物反应器并不能说是“活着”，因为这些“囊生物反应器”只能生活在配置好的化合物中，仅仅存活数天而已。

小儿麻痹病毒

科学家们强调，用化学方法合成生命的难度大到让一般人无法想像的地步。一个单独的细胞类似于一个完美的、各部分相互协调的社会，其微观结构异常复杂。“一个SARS病毒就如此复杂，以致于要科学家花那么多时间去研究其结构。而一个细胞比病毒要复杂不知道多少倍。”一个普通细胞中拥有数量众多的细胞器，仅仅是一个细胞器，大多种类的都比一个病毒要复杂。即使是2002年那次人工合成小儿麻痹病毒，科学家依然还得部分借助于生物技术。

里勃切特并不是研制“人工生命”的第一人，他们的研究小组更不是唯一做这项研究的团队，有人甚至已经比他们走得更远。

据介绍，日本有一个科学小组多年前就在尝试做一种“人造”红细胞，他们把猪、羊、牛等生物的红细胞分离出来，去除里面的蛋白质和细胞器等物质，留下一个碳架结构，然后把人体血红细胞中的物质加入进去，而造出一个类似人类红细胞的东西，期望它能替代红细胞。

其他国家的科学家，采用类似于上述的方法——把某一种细胞蛋白质去除，留下一个碳架结构的模型，然后加入其他种类细胞物质重新组装成一个某种活性物质的反应小体——进行的工作，有很多人都在做。但他们都没有扬言要做成新的生命。

猪

随着科学的进步，也许用不了几年，科学家就会研究出真正的“人造人”。也许到了那时，人造人真的就会成为科学实验为我们带来的最大的恐慌。

知识解码

人造生命原理图示

科学家们选择了一种叫做丝状支原体的细菌来进行实验。

（1）科学家们首先进行染色体解码的技术，然后再用化学方法对DNA进行重新的排列，重组丝状支原体的DNA。

（2）科学家把重组之后的DNA碎片放进酵母液中，让这些碎片逐渐的重新聚合。

（3）把重组好的DNA放进另外一个丝状支原体中。再通过生长和分离，将新合成的丝状支原体细菌变成两个细胞。这两个细胞一个含有天然的DNA，另一个含有人造的DNA。

（4）在培养皿中加入一定量的抗生素，让抗生素杀死含有含有天然DNA的细胞，只留下含有人造DNA的细胞，让这些细胞继续生长。

（5）用不了几个小时，原来的丝状支原体细菌就会被新的生命所取代。细菌体内原本的DNA痕迹会全部消失，只留下新的人造DNA，这样一来，一种新的人造生命就诞生了。