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文特爾:兩次成功合成新生命體的科學狂人

封面圖:克雷格·文特爾(Craig Venter)。圖片來自wired.co.uk

編者按:

生物狂人克雷格·文特爾(Craig Venter)沉靜數年之後,最近又造出一個大新聞。3月24日,美國《科學》雜誌發表了的一項研究表示,文特爾及其團隊設計並製造出了最簡單的人工合成生命體。此次設計的人工生命僅有維持生命所需基因,這一數字僅為473個,是目前已知最小的生命體基因組,該研究可幫助科學家更好地了解細胞中每個必需基因的功能。儘管該生命體只有473個基因,但約有31%的基因的生物學功能仍未被發現。連文特爾也不得不驚嘆生命的複雜,遠超出我們想像。事實上,早在2010年,文特爾及其團隊利用電腦設計、在實驗室中以化學方法第一次合成了一種可自我複製的人工細胞,那是有史以來第一個人工合成的生命體。

文 | 葉水送

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現年70歲的文特爾,人生傳奇而且勵志。小時候,他是一個多動症患者,早年當過兵,參加過越戰,儘管他反對越戰。在戰場上,他身負重傷、死裡逃生後,決定學醫。美國加州聖馬特奧學院儘管是一所社區大學,但風景秀麗,文特爾在這裡追逐著自己的夢想,之後他轉入加州大學聖迭戈分校,拿到博士學位,由此走上職業科學家的道路。他第一次被外界廣泛關注,是其與主導人類基因組計劃的美國國立衛生研究院(NIH)公開叫板,並迫使後者不得不與其一同分享人類基因組計劃成果。

他還是一個生物狂人,先後兩次成功地合成新的生命體,它們以前從未在地球上出現過,即使自然界中有這樣的生命體,那也需要上百萬年的進化,而在文特爾的實驗室這個歷程只需要數年時間。人工生命實驗引來主流科學群體以及公眾猛烈的抨擊,並紛紛與他劃清界限。在科學圈裡,文特爾就像是個淘氣而又十分聰明的「孩子」,時不時地製造些「麻煩」出來。而當面對批評時,他依舊我行我素。如下一則短文譯自皮特·福布斯為文特爾自傳《光速人生》(Life at the Speed of Light)寫的書評。原文出自《自然與科技》雜誌。

文特爾的自傳,圖片來自kurzweilai.net

《光速人生》書評

生物學家克雷格?文特爾(Craig Venter)是個特立獨行的速度狂人。他童年時期,曾常常闖入舊金山未隔離的機場中,騎著自行車與飛機賽跑。在校期間,他獲得游泳冠軍,並且在遊艇競賽中取得不凡的成績。他第一次受眾人矚目還是在他與人類基因組計劃比賽的時候,人類基因組計劃是由美國政府耗費30多億美元支持的國際性項目,文特爾創立的私人公司塞萊拉基因(Celera)宣稱要比人類基因組計劃快4年完成人類基因測序,而後者僅由國際財團支持,「Celera」一詞在拉丁語中意為「快速的」。這讓人類基因組計劃組感到不寒而慄,為了更快、更好地完成任務,計劃組不得不與塞萊拉公司合作,採用文特爾更為先進的測序技術,並與他共同分享成果。

大多數人隨著年齡漸長,會逐漸放慢腳步,享受清閑,而現年70歲的文特爾則不同,他不停地思考,如今他在思考光速的問題:生命能否駕馭光速前行。正如喬治?戴森(George Dyson )在他的著作《圖靈大教堂》(Turings Cathedral)中所闡釋的那樣。文特爾認為DNA密碼與計算機代碼之間有著諸多類似之處,這將導致我們進入一個新時代:數字生命時代。在數字生命時代里,計算機可對基因進行設計,並通過無線電或其它電磁波進行遠程傳輸,最後通過快速合成器,製造出新的生命形式。

為什麼人們願意以光速傳輸基因編碼?文特爾給出唯一靠譜的解釋竟是:探測其它星球的生命基因。空間探測器可預先安裝採樣和基因測序設備,一旦發現其它星球的生命體,便將其基因編碼傳回地球,然後再在地球上進行重組和分析。這種「遠程傳輸」的構想來自文特爾,因此「以光速傳輸生命」是他的新理念。然而,這種觀點在發現地外生命之前是毫無意義的。

文特爾並非一介凡夫,他的遠見卓識遠超你的想像,通常人們止步於親眼所見或固有觀念,但文特爾總能發現事物的新價值。他認為,通過快速測序和生物合成,能加快疫苗生產,從而使得普通疫苗35天的生產周期縮短至5天時間。一旦新型流感肆虐,這項技術將會發揮重大作用,其優勢是顯而易見的。

在文特爾的各項成就中,基因測序與生物合成是毫無爭議的,但大多數科學家對他的評價不盡相同。一些科學家批評他最近的科學突破:通過化學合成的方式創造了人工細菌基因組,然後將它嵌入已剔除遺傳物質的細胞中,再觀察這種人造生物,它不僅有生命,而且還可繁殖。這項研究遭受公眾的質疑,人們認為這樣做沒有必要性,因為世界上任何一個分子生物學家都確信,一個人工合成的全基因組序列,能夠呈現出與自然狀態下的基因一樣的特性及功能,為什麼非要人工合成?他的另外一個飽受爭議的焦點是,我行我素的個性,即使面對批評依然堅持自我。

然而文特爾並非總是這樣咄咄逼人,他開始信奉現代實驗生理學創始人克勞德?納德(Bernard Claude)的一句格言:藝術是自己的,科學則是大家的(Art is I,Science is we)。只是有時候,他常常忘記這句格言的真諦。總體說來,文特爾對基因組學的發展,起到巨大的推動作用,他的研究將深刻影響我們未來的生活。

(責任編輯 李曉明)

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