世界首例“人造生命”诞生

名为“人造儿”的人造细菌内核

美国生物学家克雷格文特尔制造生命的过程

摘要

人造生命，无论其对于伦理学来说具有多大的争议性，但是对于基础科学研究的科学家来说，具有极大的吸引力，上周引起诸多争议的美国生物学家Craig Venter宣布开发出了第一个由一个合成的基因组所控制的细胞，这代表着世界上首个人造生命细胞的诞生，是人类科学历史上的一个突破性成果。这一研究成果公布在Science杂志上，Nature杂志同时也就这一成果采访了8位专家。

美国科学家制造出完全由人造基因控制的单细胞细菌

20日，美国科学家宣布世界首例人造生命———完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生，并将它命名为“人造儿”。这项具有里程碑意义的实验表明，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。

“一个新时代到来”

这项研究由美国基因遗传学顶尖科学家Craig Venter主持，历时10多年，耗资超过4000万美元。研究团队共有20多位科学家。

名为“人造儿”的人造细菌内核是移植于实验室、完全人工合成的基因组。Craig Venter博士表示这意味着“一个新时代的到来”。他说，这项成就就像昭示新时代的曙光一样，在未来，科学家可以制造新的生命造福人类，可以制造生物燃料的细菌将会成为首当其冲的“人工生命”。

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。

科学家们在“人造儿”DNA上写入4个“水印序列”，使其有别于同类的天然细菌，以及在这种生物的后代中识别它的“祖先”。

“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。”Craig Venter博士说，他们的研究成果表明，“理论上而言，我们可以改变生物的整个基因，我们可以加入全新的功能，去除我们不想要的，创造出一种新的适合工业化的有机物，让它们全力以赴完成我们需要它们做的工作。在这项实验完成之前，以上设想都只是理论，但现在，却会成为现实。 ”

应用前景广阔

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。

人造生命原理

1. 科学家选取一种名为丝状支原体的细菌，将它的染色体解码。然后利用化学方法一点一点地重新排列DNA。
2. 将重组的DNA碎片放入酵母液中，令其慢慢地重新聚合。
3. 将人造DNA放入另外一个受体细菌中。通过生长和分离，受体细菌产生两个细胞，一个带有人造DNA，另外一个带有天然DNA。
4. 培养皿中的抗生素将带有天然DNA的细胞杀死，只留下人造细胞不断增生。
5. 几个小时之内，受体细菌内原有DNA的所有痕迹全部消失，人造细胞不断繁殖。新的生命诞生了。

原文出处：

Science DOI: 10.1126/science.1190719

Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome
Daniel G. Gibson,1 John I. Glass,1 Carole Lartigue,1 Vladimir N. Noskov,1 Ray-Yuan Chuang,1 Mikkel A. Algire,1 Gwynedd A. Benders,2 Michael G. Montague,1 Li Ma,1 Monzia M. Moodie,1 Chuck Merryman,1 Sanjay Vashee,1 Radha Krishnakumar,1 Nacyra Assad-Garcia,1 Cynthia Andrews-Pfannkoch,1 Evgeniya A. Denisova,1 Lei Young,1 Zhi-Qing Qi,1 Thomas H. Segall-Shapiro,1 Christopher H. Calvey,1 Prashanth P. Parmar,1 Clyde A. Hutchison, III,2 Hamilton O. Smith,2 J. Craig Venter1,2,*

We report the design, synthesis, and assembly of the 1.08-Mbp Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 genome starting from digitized genome sequence information and its transplantation into a Mycoplasma capricolum recipient cell to create new Mycoplasma mycoides cells that are controlled only by the synthetic chromosome. The only DNA in the cells is the designed synthetic DNA sequence, including "watermark" sequences and other designed gene deletions and polymorphisms, and mutations acquired during the building process. The new cells have expected phenotypic properties and are capable of continuous self-replication.