生命真的可以被设计吗

朱丽

无论是基因编辑、器官移植，还是在实验室里“种”肉，随着颠覆性科技的迅猛发展和想象力的无限扩大，人类利用生物的能力越发强大。《科学》杂志于2016年3月发布的一项研究曾引发巨大轰动，美国生物学家克雷格·文特尔设计并制造出一个仅有473个基因的细菌，这在当时被认为是具有最小基因组却能够自我复制的人工生命体。时至今日，“如何设计生命”这个话题依然被众多研究者津津乐道。

提到这个话题，就不得不提到一个专业词汇——合成生物学。简单的说，合成生物学即人工合成自然生命中原本不具有的某些复杂功能，甚至是人工设计生命，但后者无疑会涉及科学伦理问题。那么，如何正确利用科学技术改善人类生存质量，又该如何看待这项具有颠覆性的科学技术呢？在一场主题为“叩问生命：从格物致知到建物致知”的科普直播活动中，几位专家带来了对前沿科学的理解和态度。

此“合成”非彼“合成”

对于前述关于细菌的科学研究，中国科学院院士、北京大学前沿交叉学科研究院教授汤超认为，这并非合成了一个新生命，而是“移植了一个新生命”。这一工作本质上是用化学手段合成了一种细菌的DNA，并将这个DNA放到另一个细菌母体里培养，另一种细菌读取这段密码之后就变成了第一种细菌。

中国科学院院士、北京大学物理学院教授欧阳颀认为，这可以看作是文特尔团队“复制”了一个生命。他们将一个细菌的序列测完以后，用合成技术将其DNA合成，并放入另外一个细菌里，另外一个细菌就按照第一个细菌的遗传密码成长起来了。

“这不是设计生命。”欧阳颀强调，在这个过程中，科学家并不知晓其中的机制，只是简单的复制，并且复制成功了，这在当时算得上一个很大的进步。但不容忽视的一个问题是，复制以后，科学家能不能有目的地改造它？实际上这才是合成生物学要完成的使命。

所以，问题来了，合成生物学能否彻底地、完整地设计生命体？

从这一科学研究诞生至今已过去了多年，在中国科学院生物物理研究所研究员李栋看来，目前的合成生物学，引入了分子生物学、基因组学的概念以及工程化的概念，使得生命体具有可编程性，以及有大型的知识储备和数据作为驱动。但由于我们对现有生命体的理解，哪怕是一个细菌或者单细胞生物，科学家也还没有对其整个运行逻辑实现彻头彻尾的了解。

也正因此，李栋说：“现在要设计一个全新的细胞，我觉得是不可能的。”在李栋看来，哪怕现在只设计一条染色体，把它放到现有的细胞里面，让它经过有丝分裂期，这都还非常困难。我们离从头设计生命还很远，这是人类共同努力的目标。这意味着前方还有很多基础研究工作亟待攻克，比如发展新的观测手段或解析技术，以便全景式地揭示整个生命过程等。

“生命科学（的发展）可能不仅仅是（基于）原来自己的一个领域，可能要集成像人工智能、工程学，以及其他物理学的手段等，真正做到解构生命。解构之后，我觉得再做真正的合成和‘建物致知’，这个才有可能。”李栋说。

科学伦理规范要先行

欧阳颀说，我们设计生命的目的有两个，一个是合成生命的同时更好地了解它，一个是实现工程化，后者也是合成生物学最大的目标。21世纪可能是生命世纪，意味着一场革命，即能够用生命体这些载体来设计一些机器来为人类服务。现在最大的问题是，科学家对生命的基本规律，尤其是定量的规律了解得实在有限。

毫无疑问，合成生物学确实解决了一些问题，但距离真正设计生命还很远。欧阳颀认为，任何科学都是一把“双刃剑”，合成生物学可以合成生命，也可以合成病毒等，在科学道德、科学规范等方面应该有一些约束，否则合成生物学可以造福人类，也会引起更大的麻烦。

李栋表示，不管是科学研究还是未来应用研究，都应建立一定的科学底线。“如果我们合成了一项病毒，那它对于人类或者单个细胞而言造成了什么影响（我们要知道），基础研究如果做得很扎实深入的话，那就意味着一旦出现某个意外事件，我们也有章可循。”

“人类在运用新的技术来改变人类社会的时候，要心存一点敬畏之心。有的事情不要操之过急，否则带来的后果，不一定是我们能够应对的。”李栋表示，推动科学研究的同时要有超前考虑，对利弊进行通盘考量，再根据反馈继续推进。

说到合成生物学，很多人就会联想到基因编辑，那么科学家又对此持什么态度呢？汤超认为，从伦理上而言，基因编辑确实可以应用于疾病治疗，但是绝不允许编辑生殖细胞。因为人为改变生殖细胞的基因，被改变的基因也会遗传到下一代，而影响到人类的整个基因库。

欧阳颀表达了同样的观点，并坦言：“这是目前科学共同体划定的一条红线。”在他看来，科学和道德之间存在一种天平，需要去平衡。

伴随新技术的还有它们——基因编辑有脱靶概率，异种的器官移植还存在很多排异反应……在李栋看来，這很可能是技术进步得还不够好，或者科学界对生命体的了解还不够透彻，因此需要开展更深入、更全面的基础研究。与此同时，当新技术出现的时候，我们要做好伦理道德或者法律上的建设，以便更好地推动技术健康有序地发展。

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