• <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 發布時間:2010-06-02 09:45 原文鏈接: 人造生命超越自然還是帶來毀滅

      “人造生命”的三項基本要素:生命必須有一個容器;生命能進行新陳代謝;生命可以被儲存和復制。在一個星期五,克雷格?文特爾研究所的科學家們在離開實驗室之前,將一百多萬對人造DNA堿基對注入到山羊支原體細胞中。

    合成的絲狀山羊支原體和野生絲狀山羊支原體的表型圖片

    示意圖:酵母中人造絲狀山羊支原體的組成

    文特爾在實驗室

      新聞事件

      世界首例“人造生命”誕生

      把無生命的化學物質變成有生命的有機體,首例“人造生命”近日在美國誕生震驚世界。

      科學家克雷格?文特爾表示,他們合成了全新的基因組,將其植入一個內部被掏空遺傳物質的單細胞細菌(山羊支原體),使這個受體細菌“起死回生”,并開始在實驗室的培養皿中繁殖。新生命叫“辛西婭”。此次植入的DNA片段包含約850個基因,而人類的DNA圖譜上共有約20000 個基因。

      “人造生命”的研究工作在國際上引起了激烈爭論。美國總統奧巴馬要求評估此研究在醫學、環境、安全等領域的影響。不少科學界和倫理界的專家呼吁停止該技術的開發,因為它可能給人類帶來災難,比如用作制造生物武器或變種生物,違反自然規律。

      科學定義

      “人造生命”不同于克隆“復制”

      “人造生命”是從其它生命體中提取基因,建立新染色體,隨后將其嵌入已經被剔除了遺傳密碼的細胞之中,最終由這些人工染色體控制這個細胞,發育變成新的生命體,稱之為“人造生命”。

      生命是如何被創造出來的?此次成功,讓科學家創造生命的思路更為清晰。他們將“人造生命”分為三步走:首先制造4個DNA堿基A、G、C和T,這4個堿基可重復配對58萬次,合成數百萬DNA片段;第二步,將這些片斷“組裝”成DNA鏈,并形成完整基因圖譜;最后一步,嘗試將合成的基因組注入剔除了遺傳物質的細胞中,從而激活細胞。只要第一個人造生命體成功存活,人類創造生命體、發明新生物的可能性便將得到證明。

      “人造生命”的三項基本要素:生命必須有一個容器;生命能進行新陳代謝;生命可以被儲存和復制。

      “人造生命”與克隆技術不一樣。克隆技術是把基因從細胞里面挖出來復制,而這次形成的基因,是通過4種“原料” 一步一步合成而來。可以說,前者是“復制”生命,后者是“合成”生命。

    ,

      研究過程

      人造DNA注入山羊支原體細胞

      中國科學院院士、深圳華大基因研究院理事長楊煥明用“借雞生蛋”來形容這種創造新生命的方式。

      在一個星期五,克雷格?文特爾研究所的科學家們在離開實驗室之前,將一百多萬對人造DNA堿基對注入到山羊支原體細胞中。當星期一回到實驗室時,他們發現這些細胞正生長成一個個細胞群。

      科學家選取名為絲狀支原體的細菌,將它的染色體解碼,利用化學方法重新排列DNA;將重組的DNA碎片放入酵母液中,令其慢慢地重新聚合;將人造DNA 放入另一個受體細菌中。通過生長和分離,受體細菌產生兩個細胞,一個帶有人造DNA,一個帶有天然DNA;培養皿中的抗生素將帶有天然DNA的細胞殺死,只留下人造細胞不斷增生。幾個小時之內,受體細菌內原有DNA的所有痕跡全部消失,人造細胞不斷繁殖。

      從實驗結果看來,研究小組似乎成功制造出了一個人造細胞。但實際上,這些實驗中的生物反應器并不能說是“活著”,因為這些合成囊只能生活在配置好的化合物中,僅僅存活數天而已。但是,這項研究距離合成生物僅一步之遙,目的是制成新的生命體。

      前景展望

      制造生物燃料緩解全球變暖

      一些支持者認為,這項生物技術有著巨大的潛能:

      比如創造出具有特殊功能的新微生物,用作替代石油和煤炭的綠色燃料;

      清除危險化學物質或輻射,幫助消除過多二氧化碳,從而緩解全球變暖;

      利用“人造生命”的人造細菌制造新藥物和疫苗;

      可以從巖石和工業廢料中提取金屬;

      可以將泄漏的石油轉化為無毒物質……

      中國科學院北京生命科學研究院副院長高福表示,此次科研成果只是理論上的突破,證明了體外合成基因組是可能的,但我們離“人造生命”還非常遙遠。

      人工合成了一個基因組,但還需要合適的細胞,提供一個環境進行培育和生長。在這次的實驗中,“山羊支原體”就是這個環境。但它并非由人類制造,它只是一個被掏空了遺傳物質的細胞。“山羊支原體” 細胞里的環境是什么樣的,誰也不知道。這就好比我們“合成”了一條魚,要把它放到水池中養起來。但現在,這個水池怎么制造,用什么樣的水,我們還無法探知。對于“人造生命”來說,合成了基因組固然重要,但制造合適的細胞環境更為關鍵,也更難。

      技術風險

      生化武器或科學 “怪胎”

      反對此技術的科學家指出,“人造生命”會為人類的生存帶來巨大風險。這種不遵守生命進化自然規則的“人造生命”,極有可能摧毀自然界中的糧食作物,甚至摧毀人類自身。在實驗室里制造新型微生物時,很可能某些環節出錯,造出一些意想不到的“怪胎”。

      從社會倫理角度,“人造生命”技術是對人類發展的干預,可能影響人種的自然構成和自然發展。從家庭倫理角度,會加劇家庭多元化傾向,瓦解正常的人倫秩序,喪失基本的歸屬感。

      因為目前沒有生物合成的相關監管規定,將來生物恐怖主義分子很可能利用這一技術制造致命病毒或生化武器,而實驗室中的人造細菌是否會給環境和人類帶來風險更讓人憂心忡忡。

      科學家同時提出,該技術對傳統生命定義提出挑戰。人造細菌是有生命的還是無生命的?這種人造細菌未經過達爾文進化過程(這是人類對生命定義的一個基本元素),但它比任何病毒更具“生命”特征。

      哈佛大學實踐倫理學教授列庫斯對此成果評價說,文特爾的實驗成果打開了人類歷史的大門,窺探它的未來,創造自然界中從沒存在過的生命。雖然這種可能遠在未來,但卻是真實的,意義重大。同時,它所要面對的風險也將是前所未有的。高欣然張田勘

      鏈接

      “人造人”幾乎不可能

      假如文特爾在“人造生命”的道路上繼續前進,最終會發展到“人造人”的階段嗎?未來世界的父母們真的可以向科學家口述對孩子的具體要求?金發碧眼、音樂天才、超級聰明?

      這種情況幾乎不可能發生。且不說倫理問題,單從技術角度講,目前的“人造生命”還局限于最初級的生命階段:只有一條染色體的細菌,只有一個細胞的支原體……文特爾本人也分析得很清楚,“人造生命”造的是微生物,而不是人,至少在可預見的未來是這樣。

      即便是目前流行的“設計嬰兒”理念,從理論分析和技術實現來看,也還只是“海市蜃樓”。舉例來說,一對忙于事業的年輕夫婦,想生一個運動天才出來。這就需要某些特定的與運動能力相關的基因。目前醫學研究已知的運動基因中,有一種名為ACTN3。研究發現,95%的賽跑選手都攜帶ACTN3基因的某個變異版本,能合成一種蛋白質,使肌肉更能幫助選手有速度爆發力。但問題是,這個基因只是可能與運動能力相關的數以百計基因中的一個,而實際上,對于其他的大多數的基因,科學家們還沒鑒別出來。所以,即便試管授精的嬰兒被植入了這個“跑得快”基因,也并不能保證將來他就是個運動健將。

      簡言之,改變一個基因,可不是像在word 文檔中改一個字符那么簡單。

    相關文章

    研究提出基于基因組淺層測序的維管植物物種鑒定新方案

    標準DNA條形碼憑借通用引物適配性強和測序成本低等優勢,廣泛應用于生物多樣性保護與溯源等領域。針對近緣種、雜交頻繁及近期輻射演化的復雜類群,標準DNA條形碼因序列變異度有限,分辨率不足,難以滿足精準鑒......

    利用騾子DNA繪成馬和驢完整參考基因組

    美國肯塔基大學馬丁·加頓農業、食品與環境學院團隊利用一頭雌性騾子的DNA,繪制出迄今最完整的馬和驢參考基因組,使科學家能夠進一步解析過去難以測序和組裝的著絲粒、端粒等復雜DNA區域,為研究染色體功能、......

    我國學者在基因組三維結構演化領域取得新進展

    在國家自然科學基金項目(批準號:32125009、32430017)等資助下,西安交通大學葉凱團隊在基因組三維結構演化領域取得新進展。研究團隊創建了染色質長距離互作捕捉計算方法和跨物種分析手段,首次勾......

    量子計算機首次加載完整基因組

    自21世紀初具有里程碑意義的人類基因組解碼工作完成以來,DNA測序技術迎來了爆發式發展。傳統計算機已難以滿足海量的數據與激增的算力需求,這推動人們尋求替代方案。如今,量子計算距離實用又近了一步。科學家......

    重復克隆也有極限,超25代會帶來突變積累

    日本科學家開展的一項為期20年的小鼠研究表明,哺乳動物無法無限進行重復克隆。研究表明,有性生殖對于消除哺乳動物克隆體中可能積累的大規模基因突變是必要的。相關研究3月25日發表于《自然-通訊》。整只動物......

    南亞人基因組揭示喝牛奶的起源

    南亞地區的人們以酸奶、印度奶酪和印度酥油等乳制品為食。現在,這一地區正幫助解開一個長期存在的謎題:人類是如何獲得消化牛奶的能力的。一項針對印度、巴基斯坦和孟加拉國現代及古代人類基因組的研究表明,一種能......

    基因組研究證實:南部非洲智人曾半隔離生活數十萬年

    一項發表在最新一期《自然》雜志上的研究,通過對生活在10200至150年前的南非個體基因組進行分析,證實了在南部非洲,一群智人在半隔離的狀態下生活了數十萬年。這是迄今規模最大的對非洲古代DNA的研究,......

    因美納推出5堿基解決方案以驅動多組學發現,開啟基因組與表觀基因組的同步洞察

    ? 在美國人類遺傳學會(ASHG)年會上,因美納5堿基解決方案的早期試用客戶——倫敦健康科學中心研究所將展示該技術在加速罕見病病例解析方面的強大潛力。? 因美納專有的5堿基化學技術......

    許瑞明研究組合作揭示人逆轉座子LINE1靶向整合基因組的重要機制

    人類基因組中存在大量具有"跳躍"能力的逆轉座子(retrotransposon)序列。在胚胎發育早期、免疫和神經系統等特定階段和環境下,它們會被激活,發揮重要生理功能;在病毒感染、......

    高精度完整基因組助橡膠育種駛入“快車道”

    橡膠樹是天然橡膠的主要來源。“橡膠樹育種面臨的主要困難在于周期長和效率低,通過常規育種方法將多抗、高產性狀聚合往往需要30~40年。”中國熱帶農業科學院橡膠研究所研究員程漢告訴《中國科學報》。然而,目......

  • <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 调性视频