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人造生物活体成功:一半天然一半人工

  在最近的《自然》杂志上,美国斯克里普斯研究所发布了一项研究成果科学家们培养出了半合成生命体,也就是一半天然一半人工的活生命体。

  按照外媒的报导,美国斯克里普斯研究所的研究者们培养出了一个包含天然和人工脱氧核糖核酸(DNA)的活生命体。这意味着,人类在创造人工生命的道路上迈出了关键一步。

  人造生物,这是个乍一听起来很玄幻的概念,但其实只要掌握高中物理知识就可以看懂到底是怎么一回事。

  在国内的高中大家都曾经学过,双螺旋结构的 DNA 控制着生物的遗传密码,而构成这双螺旋的则是连续的单核苷酸,不同的单核苷酸拥有着不同的碱基,分别形成了腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T),一共四种。正是这四种 DNA 密码的不同排列,造就了成千上万的不同生物。

  不过,该研究所的化学生物学家 Floyd Romesberg 在此前的研究中就发现,通过人为方式扩展天然 DNA 的遗传密码是有可能的。在此之前的报导中,该研究所就成功扩展了生命的遗传密码子表,利用人造 DNA 创造了一种能生成全新蛋白质的半合成大肠杆菌菌株。

  正如上面提到的,DNA 的构成中,碱基的不同形成了不同的单核苷酸,而单核苷酸组成了 DNA。但在 2014 年的时候,美国斯克里普斯研究所的 Romesberg 和他的团队就研发了两种非天然碱基X 和 Y,将 DNA 的组成从「ACGT」四种,扩展到了「ACGTXY」六种

  这两种全新碱基的加入带来的影响非常大,通过原先的 4 种碱基,DNA 能编码出构成天然蛋白质的 20 种氨基酸,而多了 X 碱基和 Y 碱基之后,生命体就能编码生成多达 152 种新的氨基酸,是原有氨基酸种类的 7 倍多。

  每当科学技术有了全新突破,对于这项技术在伦理和长远影响的质疑必然是如影随形的,人造生物也不例外。这种半人造 DNA 技术的成功,同样引发了很多人的担忧。

  不过,它的创造者 Romesberg 已经表示:「我不会让它成为一种新的生命形式,不过这的确是目前创造出来的最接近的东西了,这是第一次有细胞能够用 G、C、A 和 T 以外的东西翻译出某种蛋白质。」

  同时,该研究团队也表示,这项工作是很安全的,由于细胞无法在不添加特定化学物质的情况下产生 X 和 Y 碱基,因此这种「半合成」生命体无法在实验室以外存活。

  虽然这种「人造生物」变化并不大,但它对于人类在基因改造上的意义重大。无论是医疗还是药物开发,这项研究的成功都给了人类更多未来的想象力。

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