人造生命

袁越

有句俗語說得好：要想真正了解一樣東西，最好的辦法就是自己造一個出來。所以，如果我們想要搞清楚生命到底是如何在地球上誕生的，活著和死亡之間的區別到底在哪里，最好的辦法就是從無到有地造一個生命出來。

生命的基本單元是細胞，如果有誰能從碳、氫、氧等基本元素出發，不借助任何其他生命的幫助，在實驗室里制造出一個活的細胞，那絕對會是科學史上的一個里程碑事件。2018年11月7日出版的《自然》（Nature）雜志用一組封面文章介紹了人造生命領域的新進展，不少科學家樂觀地估計，人類將在10年內實現這一目標。

事實上，類似的嘗試從20多年前就開始了。最先開始嘗試的是人工模擬新陳代謝，這是生命的基本特征之一，也是我們判斷一個細胞到底是活著還是死了的常用標準。新陳代謝的核心就是各種酶，而酶是可以人工合成的，只要我們搞清了新陳代謝的每一個步驟，就能在試管里把新陳代謝的基本過程還原出來，只不過這種在體外進行的新陳代謝只能自主地維持很短的時間而已。

下一個嘗試的是信息傳遞，也就是用人造DNA來代替細胞內原有的DNA。美國“科學狂人”克里格·溫特（Creig Venter）博士是第一個成功實現這一壯舉的人，他領導的一個實驗小組用一條人工合成的DNA長鏈把一個活細菌原有的基因組全部替換掉了，這個細菌也順利地搖身一變，成為一個全新的細菌物種。

這項實驗是在2010年完成的，當年在全世界引起了很大的轟動。雖然溫特堅稱這就是人造生命，但多數人并不同意，因為他必須使用另一個活細胞作為DNA的受體，并不是從頭開始的人造生命。

不管怎樣，這項成果意義重大，起碼從理論上證明了生命的圖紙是完全可以在實驗室里事先畫好的。溫特實驗室的科學家們此后不斷地刪減基因，試圖找出能夠讓一個細胞活下去所需的最小基因組。最終這個數字降到了473，也就是說這個細胞最少需要473個基因才能正常地活著。只要少一個基因，要么它很快就死了，要么它永遠無法繁殖，那就不能稱之為生命了。

這473個基因的具體功能大部分都已弄清，但還有大約100個基因的作用仍然是個謎，原因就在于科學家并不十分清楚受體細胞里面到底含有哪些東西，變量太多了。如果真的是從頭開始合成生命的話，那么細胞里的每一種成分都是已知的，每一種基因的功能自然也就會真相大白了。

既然已經到了這一步，為什么細胞本身無法人工合成呢？答案就在于細胞內部并不是一個中空的試管，而是被脂質膜分成了很多間隔，每一種蛋白質應該待在什么地方都是固定好了的，一旦混起來就不能正常工作了。但是以目前的科學水平，這一點極難做到，這就是為什么人造生命遲遲無法成功的關鍵所在。

本期《自然》雜志的報道重點就是這一領域的新進展。科學家們正在利用新開發的微流體技術，嘗試把蛋白質和脂質膜混合起來，構建成具有特殊形狀的細胞器。如果這個難關被攻克了，距離真正的人造生命就不遠了。

接下來還有一個微妙的問題需要回答，那就是到底應不應該賦予人造細胞進化的能力。照理說，一個不會自我進化的生命不能算是一個真正的生命。如果科學家的目的是為了研究生命的原理，那就必須允許人造細胞在離開實驗室后繼續進化。但是，如果科學家的目的是為了讓人造細胞完成某種特殊的工作，比如輸血或者清理石油污染，那么就不應該讓它們繼續進化。

至于說生物安全問題，科學家們普遍相信起碼目前還不用擔心，因為現有的人造細胞是極其脆弱的，不可能在野外生存。即使將來技術成熟了，科學家也很容易在其中安裝一個自殺開關，一旦出事就打開開關將其消滅。