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13817140470更新時間:2010-07-12 瀏覽次數(shù):2033
科學家的工作似乎已讓我們看到了這種可能。5月20日美國科學家克雷格·文特爾在《科學》上公布了創(chuàng)造出歷**“人造單細胞生物”的消息。之后一個多月的時間,國內(nèi)外掀起一片討論的熱潮,以這項成果為代表的合成生物學也受到了的關(guān)注。
近日,中國科協(xié)第40期新觀點新學說學術(shù)沙龍,以“合成生物學的倫理問題與生物安全”為題,探討了這一新興學科的進展及其在我國的發(fā)展前景。
文特爾的“爆炸新聞”
因為性格張揚,美國生物學家克雷格·文特爾被很多人稱為生物學界的“壞小子”,他曾經(jīng)公然挑戰(zhàn)“人類基因組計劃”,想將人類基因組圖譜申請成并從中牟利;現(xiàn)在,他又利用基因技術(shù)出*“人造單細胞生物”。面對人們的指責,文特爾依然我行我素。
5月20日,《科學》雜志上公布了文特爾的成果:他在實驗室中通過化學合成“絲狀支原體絲狀亞種”的DNA,并將其植入去除了遺傳物質(zhì)的山羊支原體體內(nèi),創(chuàng)造出世界上*“人造單細胞生物”。這個被命名為“辛西婭”(Synthia)的生物立即給公眾帶來了驚嘆、爭議和恐慌。
但在學術(shù)沙龍上,多位專家指出,媒體中廣為使用的“合成人工生命”之說,并不準確。文特爾的成功之處,在于用化學試劑合成了人工染色體,并在另一微生物中顯示出生物功能。DNA是決定生物性狀的遺傳密碼,卻不是生命的*組成部分。
從這個意義上講,文特爾只不過創(chuàng)造了部分生命。這項研究成果zui為直接的意義,只是人造的支原體可以利用化學合成的染色體生存繁殖,并導(dǎo)致山羊的乳腺炎。“創(chuàng)造生命”之說言之過甚。
事實上,文特爾本人在《科學》雜志上發(fā)表的文章題目卻更為客觀、嚴謹:“合成由化學合成基因組控制的細菌”。 《科學》雜志的相關(guān)評論指出,這項研究成果其實并不是創(chuàng)造新的生命形式,科學的定義應(yīng)該是“生命再創(chuàng)造”或“篡改生命”。因為辛西婭除了染色組是人工合成外,生命體的其他組分均是來自于已有生命形式。
但正如許多媒體中的評價所言,無論如何這項耗資4000萬美元的科技成果,畢竟是人類生命科學發(fā)展的一大進步。英國《經(jīng)濟學人》將此成果與上個世紀原子彈的誕生相提并論。
解析合成生物學
合成生物學是近年來新興的一門學科,與傳統(tǒng)生物學通過解剖生命體以研究其內(nèi)在構(gòu)造不同,合成生物學從zui基本的生命要素開始研究,目的是建立人工生物體系。
對合成生物學的研究內(nèi)容,中國科學院心理學研究所的王晶研究員給出了這樣的說法:設(shè)計自然界中原本不存在的生物或?qū)ΜF(xiàn)有生物進行改造。“它將工程學的思想用于生物學研究當中”王晶說。
“以造汽車為例,合成生物學把復(fù)雜的生命系統(tǒng)分解為各個元件,建立成標準的元器件庫,將這些標準化的元器件進行組裝,所以合成生物學研究的一個重要內(nèi)容就是建立理想的載體細胞,用汽車來比喻就是理想的底盤,這樣可以實現(xiàn)設(shè)計新的物種。”
她介紹說,合成生物學的發(fā)展主要涉及四個重要的技術(shù),首先是測序,有了測序技術(shù)的發(fā)展,了解原有的系統(tǒng)才能更好的設(shè)計新的系統(tǒng);第二部分就是計算機模擬建模,了解了整個生命系統(tǒng)的構(gòu)成,對生命系統(tǒng)有一個系統(tǒng)的認識之后,通過計算機模擬建模分析,編制我們想要實現(xiàn)的新的生命體系;第三步就是從無到有獲得新的基因;zui后是通過移植技術(shù)獲得新的生命細胞。
《科學》雜志早在1911年33卷的兩篇文章中就出現(xiàn)了“synthetic biology” (合成生物學)一詞。2000年以后,合成生物學一詞開始在國內(nèi)外各類學術(shù)刊物及互聯(lián)網(wǎng)上逐漸大量出現(xiàn),2004年合成生物學被美國MIT出版的《技術(shù)評論》評為“將改變世界的*新技術(shù)之一”。美國生物經(jīng)濟研究協(xié)會2007年發(fā)表了題為《基因組合成和設(shè)計未來:對美國經(jīng)濟的影響》的研究報告。該報告分析了合成生物學及基因組工程支撐技術(shù)的迅速發(fā)展;展望了合成生物學與基因組工程的應(yīng)用前景;指出合成生物學將比DNA重組技術(shù)發(fā)展得更快。
別讓倫理討論絆住發(fā)展的腳步
當國內(nèi)外的生物學家們?yōu)槲奶貭柕男鲁晒械綒g欣鼓舞時,辛西婭的出現(xiàn)卻給公眾帶來了恐慌。
有人擔心業(yè)余愛好者們的行為:今天,只要有5萬美元,就可以裝備一個二手設(shè)備的生物技術(shù)家庭實驗室;在英特網(wǎng)上,已經(jīng)有網(wǎng)頁在教授從細胞中分離DNA以及在紫外線下發(fā)光菌,人們不受限制地接觸這些信息會產(chǎn)生什么樣的后果將難以預(yù)料。
有專家坦承,人工合成的生物系統(tǒng)一旦逃逸到自然界,可能會引發(fā)生態(tài)災(zāi)難;恐怖分子可能會利用合成生物學技術(shù)生物(基因)武器,造成重大人員傷亡。合成生物學的研究比當前的轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因工程等更為前衛(wèi),產(chǎn)生的社會效益與風險也是一把雙刃劍。
中科院院士、中國科學院北京基因組研究所楊煥明研究員十分擔心這種輿論會阻礙我國合成生物學發(fā)展的腳步。“那樣的話,會真正拉開發(fā)達國家和發(fā)展中國家的距離,使我們陷入非常尷尬的局面。”
他認為,科學本身的倫理性不可否認,沒有科學的發(fā)展就沒有人類的進程。如果有人利用科學去做不合倫理、不道德的事情,那不是科學本身的錯?,F(xiàn)在的生物實驗室里也有許多可能會危害人類的細菌、病毒等,但因為有相關(guān)的管理措施,也沒有發(fā)生人們想象的恐怖事件。在他看來,道德、倫理方面的問題與科學技術(shù)發(fā)展不應(yīng)該是互相排斥的。
對于公眾的恐慌和擔心,軍事醫(yī)學科學院生物工程研究所凌焱副研究員說,這些技術(shù)被用于真正創(chuàng)造人造生命,其實還有很遠的路。畢竟,創(chuàng)造人工生命遠不像拼接電路、壘積木那樣簡單。曾有報道說,這也正是人類基因組破譯十年后,其研究成果不能直接應(yīng)用于醫(yī)療的原因。
專家呼吁加強研究
在合成生物學發(fā)展的這幾年時間里,在各種科學刊物及學術(shù)會議上,有關(guān)合成生物學與生物安全、倫理道德及知識產(chǎn)權(quán)的話題也是經(jīng)常討論的重要議題。美國眾議院能源和商務(wù)委員會5月27日還專門就合成生物學舉行了聽證會。
但與此同時,美國、歐盟并沒有放緩發(fā)展的腳步,他們不斷加大合成生物學領(lǐng)域研究的投入。美國國家自然科學基金會(NSF)2006年投入2000萬美元資助建立合成生物學工程研究中心,由UCB、哈佛大學、MIT、加州大學舊金山分校(UCSF)等共同組建。歐盟2007年啟動了“合成生物學——新的及剛出現(xiàn)的科學技術(shù)引導(dǎo)項目”。
美國的聽證會zui終得出的結(jié)論是,合成生物技術(shù)目前還不會引起環(huán)境、安全及倫理方面的擔憂,但需要關(guān)注其發(fā)展。作證的科學家們認為,如果提供良好的監(jiān)管環(huán)境,假以時日,合成生物學將在開發(fā)清潔燃料、新疫苗及廉價藥品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
這也正是美國資源部傾資300萬美元支持文特爾研究人工生命的真正用意。
當前,合成生物學的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)初現(xiàn)端倪,據(jù)報道,美國兩家企業(yè)已開始使用人工細菌生產(chǎn)生物燃料,制藥公司賽諾菲-安萬特公司已經(jīng)獲準使用合成生物學改造的啤酒酵母生產(chǎn)青蒿素。
楊煥明認為,美國的做法值得我們學習,那就是鼓勵發(fā)展,同時制定細致有效的政策規(guī)范。他呼吁我國也應(yīng)該立即行動,積極投入人造生命的研究領(lǐng)域,至少獲得不落后于美國的技術(shù)水平。
中國醫(yī)學科學院副院長詹啟敏也認為,對合成生物學帶來的生物安全問題如何控制,要提早準備,但并不是被聳人聽聞的輿論嚇住停滯下來,不去發(fā)展。
在加拿大阿爾伯塔大學法學院杜立博士看來,科學界和法學界是存在鴻溝的,這個鴻溝就導(dǎo)致中國目前有關(guān)科技的立法都非常滯后。“現(xiàn)在合成生物學處在非常初級的階段。我們越早介入探討它發(fā)展需要的政策措施,就會越利于此學科今后在上地位的確立。”
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