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中国科学家搞了个大新闻我们要创造人工生命!

  上个月,叫兽君的朋友圈被一则“中国科学家再造人工合成生命”的新闻刷屏了。该报道称,中国科学家以“史无前例”的姿态,用封面文章的形式,在顶级期刊《科学》杂志上同时发表了4篇论文。论文称科学家们从头

  得知此消息的朋友们纷纷跑来向我求证,说这回中国科学家又搞了个大新闻啊,连合成生命都开始搞了?这个人造的酵母到底有啥用啊?甚至有人感到了恐慌——这次搞了个酵母,下回是不是要做人造人了?当然,也有好多人问我要人工合成生命女神的电话…

  这次报道的主角——人工合成酵母基因组项目(Sc 2.0项目),旨在重新设计合成一个真核单细胞微生物——酵母的16对染色体,即合成世上首例人造酵母。这个项目是由杰夫•博克(Jef Boeke)教授发起,多国团队共同参与的国际项目。截止目前,科学家们一共合成了16对目标染色体中的6对半。这次《科学》杂志以专刊形式报道的就是其中5条合成染色体的最新研究进展。专刊中有4篇文章是中国科学家的工作成果,说明中国在合成生命的科研领域已经走在了世界的最前列。此处应真心的为中国的科学团队点赞!

  很遗憾,由于细胞的成分结构太复杂,科学家还无法通过化学方法直接合成出细胞的全部成分。但是没关系,也没有必要重新合成那么多复杂的东西。有更简单直接的办法——合成操纵着生命核心密码的DNA。首先,科学家们用电脑程序重新设计了酵母菌的DNA序列,然后通过化学合成的方式合成出寡核苷酸链(就是超级短的DNA)。因为化学合成越长的DNA越容易出错,成本很高,穷苦的科学家们hold不住啊。所以只能先合成短的DNA,再像拼积木一样拼接出长的DNA。你问为什么不直接化学合成全部DNA?我只能告诉你…

  完成这一步之后,再把酵母体内天然的DNA替换为合成的DNA,就算完成了人造生命。当然,现在我们只完成了一部分染色体的合成,等16对染色体全部合成完毕,将它们整合进一个酵母中,形成完整的“人造基因组”,才能最终诞生真正意义上的人造酵母。

  很多人可能会想,既然咱们能创造生命,是不是想造啥就造啥了?对于这样的问题,我只能默默流泪:生命的机制非常的复杂,科学家还远没有弄懂它的作用机制。因此,人造酵母的设计和构建还得参照自然界的酵母,而且,也得保证合成的酵母能表现出与天然的酵母相似的功能。

  那么,人造酵母和自然界的酵母真的没有区别吗?当然不是,在尽量模拟自然界酵母的基础上,科学家们在合成的DNA上做了一些细微但重要的改变。例如,科学家们去除了DNA上一些他们认为无用累赘的序列,作了一些遗传密码的同义改写,并在基因上加入了一个“进化开关”,给每个合成酵母一次进化的机会。科学家们通过引入一种叫做SCRaMbLE的进化系统(图4),在经过诱导之后,能使每个酵母细胞的全部基因像洗牌一样发生一次随机的重新排列。这就给人工合成的酵母菌带来了无限的可能,让酵母菌在这无限的可能中找到更好的自己。

  说了这么多,那合成这样一个人造酵母有什么用呢?首先,合成酵母最直接的作用就是让人类更好的认知生命。大家可能觉得基因组学和分子生物学发展的那么迅猛,科学家们应该很了解生命了,那么按图索骥的合成一个生命应该也没什么难度。但是生命的复杂性就像女朋友的心,你以为你对她很了解,但是当你给她买口红的时候,你才发现…

  从古至今,创造生命就是一个人们津津乐道又争议不断的话题。在各民族的神话里,创造生命都是神灵的工作。然而,从合成病毒到合成原核微生物再到正在合成的人造酵母,这些曾经遥不可及的神话如今却逐渐成为现实。当人类破译更多真菌、植物,以及动物的遗传密码,可能,在不远的将来,合成第一棵人造植物,第一只人造萌宠,甚至人造人都会成为可能。但是,合成生物学的飞速发展也带来了伦理和生命安全上的隐忧。如同所有科技都拥有两个面,人造生命既能成为对人类有益的“细胞工厂”,也可能被利用来生产具有潜在危害的物质。如何监管这样的合成生命,维护人类的安全也是一个沉重但不容忽视的话题。

  人造生命是一条充满希望又饱受争议的荆棘之路。叫兽君认为,不管争议如何,科学家对于合成生命的探索应当在合理的规范和监管之下,一往无前的继续走下去。很期待合成酵母之后,不远的将来能够看到更多有趣的合成生命诞生。

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