合成生物学与生命谜题的追寻

姜韶东

日前，国际学术期刊《自然》发表了两篇生命科学方面的论文，主要作者分别是纽约大学医学院的杰夫·博克教授和中国科学院植物生理研究所覃重军研究员。两位科学家分别带领科研团队独立地“创造”了生命：将原本有16条染色体的酿酒酵母细胞，融合成两条和一条染色体的细胞。有人认为这打开了人造生命的大门，也有人提出了伦理担忧。生命究竟是什么？人类能不能“合成”或“创造”生命？

物性的神奇，生命的可爱

在浩渺的太空，地球是一颗蔚蓝的美丽星球。动物、植物、真菌、原生生物、原核生物以及病毒在此生息繁衍，演绎出绚烂多姿的生命华章，孕育了繁荣的地球文明。

那么，生命是什么？它如何产生，从哪里起源，如何演化，本质特征又是什么呢？今天，生命科学的进展让我們对谜题步步逼近，却又带来更多疑问，关于生命的起源，至今尚无定论。

可爱的生命激励着一代代科学家认真观察、深入探究，形成了许许多多的真知灼见，人们对生命的认识逐渐丰满——

1859年11月，达尔文积二十余年潜心研究的科学巨著《物种起源》发表，旗帜鲜明地提出进化论的观点，物种演化的路径变得不再虚无缥缈：一个物种与另一个物种、现存物种与已经消亡的物种之间有了逻辑衔接。

1865年，现代遗传学之父孟德尔在奥地利发表分离与自由组合两大遗传学定律，找到了生命性状在父母代与子代之间传递的重要规律。

1944年，诺贝尔奖得主薛定谔运用物理学和化学原则审视生命，发表演讲集《生命是什么》，这一石破天惊的著作推动众多物理学家和化学家投身生命科学研究，生命现象的物质基础开始被逐步破译。

1952年，在前人研究基础上，赫尔希通过噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。

1962年，物理学家威尔金斯、物理学家克里克以及生物学家沃森提出DNA双螺旋分子结构。他们一同登上诺贝尔生理或医学奖的领奖台，拉开了现代分子生物学的大幕……

历史的车轮不断向前，科学的进展永无停歇。

今天，分子生物学实验技术的逐步完善，科学家对生命和生命现象的研究如虎添翼，基因的表达调控与生命性状之间建立起密如织网的联系，物质基础与生命表型实现统一。然而，这些经典的生命科学实验手段仍然处于描述、发现、归纳已存在的生命和生命现象的阶段：生命虽然有其物质基础，但是一个生命必须来自另一个生命，即使是克隆技术，克隆出新生命的体细胞依然来源于已存在的生命。

于是，为了更深入的理解物质与生命，一个相当大胆的想法产生了：我们能否不借助已有的生命（包括不借助已存在的生物大分子和细胞），人为地设计、合成、组装出生命呢？这种方法论上的革新催生了合成生物学的诞生。

机遇与挑战并存

人们对于生命本质的终极探索还在路上。合成生物学的迅猛发展必将对未来产生重大影响，掀起新的科学浪潮。

20年来，大规模测序和生物组学提供了大量遗传密码数据，生物信息学为数据分析归纳提供了有力工具，系统生物学揭示了细胞内有序运行的精细图景。

现在，合成生物学通过人工改造生命体，达成预期功能，把生物领域的基础研究转化成实际生产力，解决能源、材料、健康等重大问题。2016年，北京大学药学院周德敏教授依靠合成生物学手段，巧妙地利用人工密码子翻译系统，创造性地发明了一种新的疫苗研制策略，使得简单改造病原基因组序列后，就能生产高效减毒活疫苗和药物，可广泛用于几乎所有病毒疫苗的生产。

但是，技术是把双刃剑，合成生物学的颠覆性进展也像一柄达摩克利斯之剑，高高悬在人们头上——改造甚至创造新生命所带来的巨大风险实实在在地存在于未来的科学研究中。

创造出适应力强的物种是否会破坏生态平衡？新生命不是由已存在的生命带来的，如果这种生命是有认知能力的高等生物，这样做是否可行？世界各国均对克隆人秉持保守的态度，不允许进行人类的克隆，那么合成人呢？伦理的宽容度是否要调整等等问题，不一而足。

在诘问生命的终极探索中，我们还有很长的路要走。而我们所迈出的每一步，都将伴随着对已有社会伦理的冲击和挑战。不少科学家呼吁，希望社会学家、伦理学家和科学家能够共同谋划，对未来技术做出预期，提前制定出规范技术发展的伦理要求。

在这个过程中，我们或许可以这样自省：如果说创新是科学进步的发动机，那么心怀敬畏就是不可或缺的刹车片。