2012年暑假高中语文科技文阅读素材之身边的科学（一）：《人造生命》.doc

1、高考资源网（） 您身边的高考专家人造生命美国著名生物学家克雷格文特尔宣称他即将完成人类的一个古老梦想创造新的生命体。编译 陈舒君 大厅里人头攒动，无数记者和科研人员焦虑地等待着。在正前方的展台上，一个神秘物体被黑布遮得严严实实。主持人拿起话筒，发表了一个简短的演讲，接着在一阵眩目的闪光灯照耀下揭开了那块黑布。众人大失所望：台上只有一个盛着一些液体的广口瓶就在这个时候，大屏幕亮起，向在场人士展示了瓶内玄机。那是用显微摄像机拍到的一个放大千倍的图像：一个奇怪的细胞，表面布满了细丝，缓慢地在液体中游动。“这是一种细菌。”主持人说道，“但是，各位请注意，这可不是普通的细菌，它从里到外，全都是在座科研人

2、员发明、制造的结晶。” 这么说，他们成功了？完全由人类设计并创造的第一个生命体终于走出实验室了？那倒没有，但最终的成功只是个时间问题。至少美国著名生物学家克雷格文特尔(Craig Venter)是这样宣称的，他雄心勃勃地要创造新的生命体，把科学引入一个崭新的时代。他的近期目标并不缥缈。他计划首先创造出一些最基本的、可以发育并完全自主繁殖的单细胞生命体。 “这是些按科学家意愿组装，并能为人类服务的生命体。”克雷格?文特尔如是定义。我们能否相信他呢？人类真的可以制造出新的物种吗？这样做会有什么危险吗？复制生命语言 对于有些人来说，克雷格?文特尔是全世界最伟大的生物学家，但对另一些人而言，他就像恐怖

3、电影中的弗朗肯斯坦教授一样疯狂。不过，有一点是肯定的，那就是他的一举一动吸引着所有人的目光。克雷格?文特尔曾是一个成绩平平的学生，比起上课，他更喜欢去冲浪。不过那都是上世纪70年代他投身于生物学领域之前的故事了。很快，他就开始对各种生物的基因组产生了浓厚的兴趣。我们可以简单而形象地把基因组比作一个信息程序，里面写满了完成所有生命活动所必须的代码。这个程序存在于所有生命体的细胞之中，根据物种的不同而有微小差异。 在那个年代，人类对基因组几乎一无所知，而克雷格?文特尔却乐在其中。他决定破译基因组，先从一种基因组较为简单的细菌入手，并在1995年获得成功。但这不过是牛刀小试，更辉煌的成就还在后面。2

4、000年，他与国际人类基因组计划的研究团队同时破译了人类基因组！但对他来说，这似乎还远远不够，他可不满足于阅读这些现成的基因“程序”，他的追求在于创造！创造新的基因组！创造新的生命体！ 然而那时，还没有人能够制造，甚至复制足够多的基因用以创造生命。个别实验室虽然成功地复制出一些基因，但从未复制过整个基因组，因为它们真的是太脆弱了。就拿微小的细菌来说，别看它们的基因组看上去像个圆环那样简单，操作起来难度却相当大。但有些人就是为挑战而生，越难就越要一试！ 生殖支原体(mycoplasma genitalium)是一种极其微小的细菌。克雷格?文特尔首先对其基因组进行解码，随后借助“DNA合成器”忠实

5、复制了该基因组的每一个片段，最终获取101段各含46个基因的丝状合成物。难的是接下来要做的事。因为要使这些片段相互协调并形成一个程序，必须使它们首尾相接持久地串连在一起你该不会以为只要把散装的发动机零件一股脑儿扔进引擎室，就能顺利发动汽车吧？为此，克雷格?文特尔的团队先是以酶为工具，对这些基因段进行精确地剪切和粘贴。 但粘贴到一定阶段后，操作变得越来越困难，只要再粘就会使已经组装的整个基因链解体，前功尽弃。于是研究人员决定采用另一种工具酵母。把需要组装的剩余基因段交给酵母，由它们进行几十次地复制后，按照正确顺序完成最后组装。2008年2月，克雷格?文特尔终于成为完成整基因组组装的第一人，他庄严

6、宣布：“对基因密码，我们完成了从读取到书写的伟大转折！” 现在就剩最后关键的一步了，那就是开动这个人造基因“发动机”，为细胞带来生命！也就是说，把人工复制的基因组导入某一细菌，完成对其控制。恰恰在这最后一关，工作陷入僵局。“我们试了很多回，但还从来没有成功过。”克雷格?文特尔的生活伴侣以及工作伙伴希瑟科瓦尔斯基(Heather Kowalski)似乎脸上也有些挂不住。导入复制基因组控制细菌的工作已经不懈地进行了一年，但还是毫无起色。 “克雷格?文特尔团队好比是成功地复制了一份乐谱，将其刻录到了CD上，又把CD插入了播放器，可就是放不出音乐来。”法国合成生物学专家菲利普马尔利耶(Philippe

7、 Marlire)解释道，“可能乐谱里还有些错误，但估计很快就能修正。”或许是酵母的介入在这张CD上留下了人所不知的痕迹，使得“乐谱”不能被细菌正常读取。这就是目前克雷格?文特尔团队正在着力弄清的事情。组装生物即将问世 只要第一个人造生命体成功存活，人类创造生命体、发明新生物的可能性便将得到证明。届时，克雷格?文特尔团队就将告别现有基因组的复制工作，而开始新基因组的设计编写，以创造出前所未有的全新物种。 为了达到这个目的，先得选择合适的基因。首先自然是生命必需的基因，如那些负责生命体成长和繁殖的基因。其次是赋予细胞一定能力的基因，如确保其能源物质生产的那些。 接下来就得把所有这些元件组装成细菌

8、基因组那样的环状物件，这工作有点像乐高积木游戏。然后将全新的基因组整个地移植到一个细胞空壳中，等待细胞解读这份新的“乐谱”。“我们将制造出一系列从未有过的微生物，利用它们把二氧化碳转化为生物燃料，制造新的药品，降解污染物”提到未来，克雷格?文特尔团队成员们便异常兴奋。 “事情绝不会如此简单。”菲利普马尔利耶更为冷静，“究竟哪些乐谱能被读取并获得表达？在通向真正人造生物的障碍跑中，我们目前所越过的不过是最容易的障碍。”克雷格?文特尔并不是孤军作战，菲利普马尔利耶也试图书写新的基因乐谱，只是他采用了另一方法，借助于一种类似DNA的物质。第一乐章，谁来谱写？ “改编生命语言的目的在于创造前所未有的、

9、绝不可能通过自然机制产生的细菌。”菲利普马尔利耶解释说，“因此，它们的遗传信息绝不会被其他生物读取，在自然环境中杂交及扩散的风险便可得到控制。” 美国生物工程师德鲁恩迪(Drew Endy)也在这个未知的领域摸索，他希望能像发动机制造或集成电路生产那样，在最大程度上使装配基因组所需的零部件得到简化与标准化，从而方便生命体的制造。他推出了一套“生物砖”，那是一组功能确定的DNA片段，供用户在组装基因组时选用。 除此之外还有更大胆的构想。以皮埃尔路易吉路易兹(Pier Luigi Luisi)为首的一批意大利生物学家不但准备创造新的基因组，而且还打算为他们所要创造的生命体自造细胞！他们可不愿像克雷格?文特尔那样利用细胞空壳一切都得人工制造，包括用脂类小滴生成细胞壳。 总而言之，全世界的研究人员你追我赶，人人都在为制造第一个人造生命体而争分夺秒。按照科学家们的说法，这是为拯救地球而进行的伟大探索之一。风帆已经扯起，迎接我们的将是未知的汪洋- 3 - 版权所有高考资源网