生命真的可以被設(shè)計(jì)嗎

朱麗

無(wú)論是基因編輯、器官移植，還是在實(shí)驗(yàn)室里“種”肉，隨著顛覆性科技的迅猛發(fā)展和想象力的無(wú)限擴(kuò)大，人類(lèi)利用生物的能力越發(fā)強(qiáng)大?！犊茖W(xué)》雜志于2016年3月發(fā)布的一項(xiàng)研究曾引發(fā)巨大轟動(dòng)，美國(guó)生物學(xué)家克雷格·文特爾設(shè)計(jì)并制造出一個(gè)僅有473個(gè)基因的細(xì)菌，這在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是具有最小基因組卻能夠自我復(fù)制的人工生命體。時(shí)至今日，“如何設(shè)計(jì)生命”這個(gè)話(huà)題依然被眾多研究者津津樂(lè)道。

提到這個(gè)話(huà)題，就不得不提到一個(gè)專(zhuān)業(yè)詞匯——合成生物學(xué)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，合成生物學(xué)即人工合成自然生命中原本不具有的某些復(fù)雜功能，甚至是人工設(shè)計(jì)生命，但后者無(wú)疑會(huì)涉及科學(xué)倫理問(wèn)題。那么，如何正確利用科學(xué)技術(shù)改善人類(lèi)生存質(zhì)量，又該如何看待這項(xiàng)具有顛覆性的科學(xué)技術(shù)呢？在一場(chǎng)主題為“叩問(wèn)生命：從格物致知到建物致知”的科普直播活動(dòng)中，幾位專(zhuān)家?guī)?lái)了對(duì)前沿科學(xué)的理解和態(tài)度。

此“合成”非彼“合成”

對(duì)于前述關(guān)于細(xì)菌的科學(xué)研究，中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院教授湯超認(rèn)為，這并非合成了一個(gè)新生命，而是“移植了一個(gè)新生命”。這一工作本質(zhì)上是用化學(xué)手段合成了一種細(xì)菌的DNA，并將這個(gè)DNA放到另一個(gè)細(xì)菌母體里培養(yǎng)，另一種細(xì)菌讀取這段密碼之后就變成了第一種細(xì)菌。

中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)物理學(xué)院教授歐陽(yáng)頎認(rèn)為，這可以看作是文特爾團(tuán)隊(duì)“復(fù)制”了一個(gè)生命。他們將一個(gè)細(xì)菌的序列測(cè)完以后，用合成技術(shù)將其DNA合成，并放入另外一個(gè)細(xì)菌里，另外一個(gè)細(xì)菌就按照第一個(gè)細(xì)菌的遺傳密碼成長(zhǎng)起來(lái)了。

“這不是設(shè)計(jì)生命?！睔W陽(yáng)頎強(qiáng)調(diào)，在這個(gè)過(guò)程中，科學(xué)家并不知曉其中的機(jī)制，只是簡(jiǎn)單的復(fù)制，并且復(fù)制成功了，這在當(dāng)時(shí)算得上一個(gè)很大的進(jìn)步。但不容忽視的一個(gè)問(wèn)題是，復(fù)制以后，科學(xué)家能不能有目的地改造它？實(shí)際上這才是合成生物學(xué)要完成的使命。

所以，問(wèn)題來(lái)了，合成生物學(xué)能否徹底地、完整地設(shè)計(jì)生命體？

從這一科學(xué)研究誕生至今已過(guò)去了多年，在中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員李棟看來(lái)，目前的合成生物學(xué)，引入了分子生物學(xué)、基因組學(xué)的概念以及工程化的概念，使得生命體具有可編程性，以及有大型的知識(shí)儲(chǔ)備和數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)。但由于我們對(duì)現(xiàn)有生命體的理解，哪怕是一個(gè)細(xì)菌或者單細(xì)胞生物，科學(xué)家也還沒(méi)有對(duì)其整個(gè)運(yùn)行邏輯實(shí)現(xiàn)徹頭徹尾的了解。

也正因此，李棟說(shuō)：“現(xiàn)在要設(shè)計(jì)一個(gè)全新的細(xì)胞，我覺(jué)得是不可能的。”在李棟看來(lái)，哪怕現(xiàn)在只設(shè)計(jì)一條染色體，把它放到現(xiàn)有的細(xì)胞里面，讓它經(jīng)過(guò)有絲分裂期，這都還非常困難。我們離從頭設(shè)計(jì)生命還很遠(yuǎn)，這是人類(lèi)共同努力的目標(biāo)。這意味著前方還有很多基礎(chǔ)研究工作亟待攻克，比如發(fā)展新的觀測(cè)手段或解析技術(shù)，以便全景式地揭示整個(gè)生命過(guò)程等。

“生命科學(xué)（的發(fā)展）可能不僅僅是（基于）原來(lái)自己的一個(gè)領(lǐng)域，可能要集成像人工智能、工程學(xué)，以及其他物理學(xué)的手段等，真正做到解構(gòu)生命。解構(gòu)之后，我覺(jué)得再做真正的合成和‘建物致知’，這個(gè)才有可能。”李棟說(shuō)。

科學(xué)倫理規(guī)范要先行

歐陽(yáng)頎說(shuō)，我們?cè)O(shè)計(jì)生命的目的有兩個(gè)，一個(gè)是合成生命的同時(shí)更好地了解它，一個(gè)是實(shí)現(xiàn)工程化，后者也是合成生物學(xué)最大的目標(biāo)。21世紀(jì)可能是生命世紀(jì)，意味著一場(chǎng)革命，即能夠用生命體這些載體來(lái)設(shè)計(jì)一些機(jī)器來(lái)為人類(lèi)服務(wù)?，F(xiàn)在最大的問(wèn)題是，科學(xué)家對(duì)生命的基本規(guī)律，尤其是定量的規(guī)律了解得實(shí)在有限。

毫無(wú)疑問(wèn)，合成生物學(xué)確實(shí)解決了一些問(wèn)題，但距離真正設(shè)計(jì)生命還很遠(yuǎn)。歐陽(yáng)頎認(rèn)為，任何科學(xué)都是一把“雙刃劍”，合成生物學(xué)可以合成生命，也可以合成病毒等，在科學(xué)道德、科學(xué)規(guī)范等方面應(yīng)該有一些約束，否則合成生物學(xué)可以造福人類(lèi)，也會(huì)引起更大的麻煩。

李棟表示，不管是科學(xué)研究還是未來(lái)應(yīng)用研究，都應(yīng)建立一定的科學(xué)底線(xiàn)?！叭绻覀兒铣闪艘豁?xiàng)病毒，那它對(duì)于人類(lèi)或者單個(gè)細(xì)胞而言造成了什么影響（我們要知道），基礎(chǔ)研究如果做得很扎實(shí)深入的話(huà)，那就意味著一旦出現(xiàn)某個(gè)意外事件，我們也有章可循。”

“人類(lèi)在運(yùn)用新的技術(shù)來(lái)改變?nèi)祟?lèi)社會(huì)的時(shí)候，要心存一點(diǎn)敬畏之心。有的事情不要操之過(guò)急，否則帶來(lái)的后果，不一定是我們能夠應(yīng)對(duì)的。”李棟表示，推動(dòng)科學(xué)研究的同時(shí)要有超前考慮，對(duì)利弊進(jìn)行通盤(pán)考量，再根據(jù)反饋繼續(xù)推進(jìn)。

說(shuō)到合成生物學(xué)，很多人就會(huì)聯(lián)想到基因編輯，那么科學(xué)家又對(duì)此持什么態(tài)度呢？湯超認(rèn)為，從倫理上而言，基因編輯確實(shí)可以應(yīng)用于疾病治療，但是絕不允許編輯生殖細(xì)胞。因?yàn)槿藶楦淖兩臣?xì)胞的基因，被改變的基因也會(huì)遺傳到下一代，而影響到人類(lèi)的整個(gè)基因庫(kù)。

歐陽(yáng)頎表達(dá)了同樣的觀點(diǎn)，并坦言：“這是目前科學(xué)共同體劃定的一條紅線(xiàn)?！痹谒磥?lái)，科學(xué)和道德之間存在一種天平，需要去平衡。

伴隨新技術(shù)的還有它們——基因編輯有脫靶概率，異種的器官移植還存在很多排異反應(yīng)……在李棟看來(lái)，這很可能是技術(shù)進(jìn)步得還不夠好，或者科學(xué)界對(duì)生命體的了解還不夠透徹，因此需要開(kāi)展更深入、更全面的基礎(chǔ)研究。與此同時(shí)，當(dāng)新技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)候，我們要做好倫理道德或者法律上的建設(shè)，以便更好地推動(dòng)技術(shù)健康有序地發(fā)展。

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