人造生命

袁越

有句俗语说得好：要想真正了解一样东西，最好的办法就是自己造一个出来。所以，如果我们想要搞清楚生命到底是如何在地球上诞生的，活着和死亡之间的区别到底在哪里，最好的办法就是从无到有地造一个生命出来。

生命的基本单元是细胞，如果有谁能从碳、氢、氧等基本元素出发，不借助任何其他生命的帮助，在实验室里制造出一个活的细胞，那绝对会是科学史上的一个里程碑事件。2018年11月7日出版的《自然》（Nature）杂志用一组封面文章介绍了人造生命领域的新进展，不少科学家乐观地估计，人类将在10年内实现这一目标。

事实上，类似的尝试从20多年前就开始了。最先开始尝试的是人工模拟新陈代谢，这是生命的基本特征之一，也是我们判断一个细胞到底是活着还是死了的常用标准。新陈代谢的核心就是各种酶，而酶是可以人工合成的，只要我们搞清了新陈代谢的每一个步骤，就能在试管里把新陈代谢的基本过程还原出来，只不过这种在体外进行的新陈代谢只能自主地维持很短的时间而已。

下一个尝试的是信息传递，也就是用人造DNA来代替细胞内原有的DNA。美国“科学狂人”克里格·温特（Creig Venter）博士是第一个成功实现这一壮举的人，他领导的一个实验小组用一条人工合成的DNA长链把一个活细菌原有的基因组全部替换掉了，这个细菌也顺利地摇身一变，成为一个全新的细菌物种。

這项实验是在2010年完成的，当年在全世界引起了很大的轰动。虽然温特坚称这就是人造生命，但多数人并不同意，因为他必须使用另一个活细胞作为DNA的受体，并不是从头开始的人造生命。

不管怎样，这项成果意义重大，起码从理论上证明了生命的图纸是完全可以在实验室里事先画好的。温特实验室的科学家们此后不断地删减基因，试图找出能够让一个细胞活下去所需的最小基因组。最终这个数字降到了473，也就是说这个细胞最少需要473个基因才能正常地活着。只要少一个基因，要么它很快就死了，要么它永远无法繁殖，那就不能称之为生命了。

这473个基因的具体功能大部分都已弄清，但还有大约100个基因的作用仍然是个谜，原因就在于科学家并不十分清楚受体细胞里面到底含有哪些东西，变量太多了。如果真的是从头开始合成生命的话，那么细胞里的每一种成分都是已知的，每一种基因的功能自然也就会真相大白了。

既然已经到了这一步，为什么细胞本身无法人工合成呢？答案就在于细胞内部并不是一个中空的试管，而是被脂质膜分成了很多间隔，每一种蛋白质应该待在什么地方都是固定好了的，一旦混起来就不能正常工作了。但是以目前的科学水平，这一点极难做到，这就是为什么人造生命迟迟无法成功的关键所在。

本期《自然》杂志的报道重点就是这一领域的新进展。科学家们正在利用新开发的微流体技术，尝试把蛋白质和脂质膜混合起来，构建成具有特殊形状的细胞器。如果这个难关被攻克了，距离真正的人造生命就不远了。

接下来还有一个微妙的问题需要回答，那就是到底应不应该赋予人造细胞进化的能力。照理说，一个不会自我进化的生命不能算是一个真正的生命。如果科学家的目的是为了研究生命的原理，那就必须允许人造细胞在离开实验室后继续进化。但是，如果科学家的目的是为了让人造细胞完成某种特殊的工作，比如输血或者清理石油污染，那么就不应该让它们继续进化。

至于说生物安全问题，科学家们普遍相信起码目前还不用担心，因为现有的人造细胞是极其脆弱的，不可能在野外生存。即使将来技术成熟了，科学家也很容易在其中安装一个自杀开关，一旦出事就打开开关将其消灭。