5月20日，著名分子生物學(xué)家文特爾（Craig Venter）的團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》上發(fā)表了他的實(shí)驗(yàn)室在合成基因組方面的最新結(jié)果，這個(gè)成果很快被媒體解讀為“人造生命”。

文特爾的實(shí)驗(yàn)室首先合成了蕈狀支原體（Mycoplasma mycoides）的基因組。蕈狀支原體是一種很小的原核生物，但是它的基因組也包含了超過100萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)。隨后，研究人員成功地把合成的蕈狀支原體基因組移植到另外一類細(xì)菌山羊支原體中（Mycoplasma capricolum），并讓新的基因組取代了宿主細(xì)胞原有的基因組。新的細(xì)胞包含了蕈狀支原體的基因以及山羊支原體的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)。在新細(xì)胞分裂以后，山羊支原體的特征消失了，細(xì)胞只能合成蕈狀支原體的蛋白質(zhì)。

這項(xiàng)研究可以分為兩個(gè)部分，一是合成基因組，二是把合成的基因組轉(zhuǎn)入異種細(xì)胞，并讓其完全取代細(xì)胞中原有的基因。

公眾或許更加熟悉 “基因組測(cè)序”，如今，科學(xué)家已經(jīng)通過這個(gè)方法陸續(xù)繪制了人類以及很多其他物種的基因組圖譜。合成基因組和基因組測(cè)序正好相反，就是將已知序列的DNA片段用人工的方法合成出來(lái)。2002年，紐約州立大學(xué)石溪分校的生物學(xué)家成功地合成了脊髓灰質(zhì)炎病毒的基因組。脊髓灰質(zhì)炎病毒只含有約7500個(gè)堿基對(duì)，細(xì)菌的基因組就要大多了。這次凡特合成的基因組大概是脊髓灰質(zhì)炎病毒的130倍。這次文特爾實(shí)驗(yàn)室采取的策略是，先合成與脊髓灰質(zhì)炎病毒基因組大小相仿的DNA片段，然后利用酵母細(xì)胞把小DNA片段分步組裝，直到裝出整個(gè)基因組。

相比合成基因這個(gè)步驟，讓新基因組取代宿主細(xì)胞的原基因組難度更大。這不僅意味著要把新基因組裝入宿主細(xì)胞，還要讓細(xì)胞自己的基因組消失。通過酵母組裝的基因組轉(zhuǎn)到山羊支原體內(nèi)會(huì)遇到什么難處呢？山羊支原體屬于“原核細(xì)胞”，而酵母則屬于另一種類“真核細(xì)胞”。天然情況下，原核細(xì)胞有一種自我保護(hù)機(jī)制，它們給自己的DNA穿上一件衣服。外來(lái)的敵人，比如病毒的DNA沒有這件外衣，因此一旦進(jìn)入原核細(xì)胞很快就會(huì)被發(fā)現(xiàn)，然后被細(xì)胞消滅。問題在于，科學(xué)家通過酵母組裝的新基因組沒有穿上原核細(xì)胞能夠識(shí)別的外衣，一旦進(jìn)入寄主細(xì)胞內(nèi)，就會(huì)被降解消滅。所以科學(xué)家在將新合成的DNA分離出來(lái)以后，給它們?nèi)斯ご┥弦路?，并用遺傳學(xué)的方法去除宿主細(xì)胞對(duì)DNA的識(shí)別保護(hù)機(jī)制，它的原基因組就會(huì)被新基因組設(shè)法分解消滅掉。

為了檢測(cè)新合成的基因組被成功地轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞，科學(xué)家還在其中設(shè)計(jì)了4個(gè)“水印”作為標(biāo)記，其中一個(gè)水印包括了全部作者的姓名。

或許你會(huì)問，瘋狂科學(xué)家們?yōu)槭裁匆深A(yù)自然生命呢？其實(shí)，科學(xué)家們做這樣的工作有著很現(xiàn)實(shí)的目的。首先，這一技術(shù)促進(jìn)了生物學(xué)研究，通過改變合成的基因組，可以研究基因?qū)?yīng)的生物功能。其次，科學(xué)家可以更方便地構(gòu)建新的遺傳環(huán)路，提供了從頭合成基因的可能。在工業(yè)上，合成生物有多種應(yīng)用，包括更快地生產(chǎn)病毒疫苗，以及將■CO2轉(zhuǎn)變?yōu)槭偷鹊取?/p>

在一些媒體的宣傳中，這項(xiàng)研究被稱為“人工創(chuàng)造了新的生命”。這種說(shuō)法并不準(zhǔn)確。研究人員僅僅是合成了細(xì)菌的基因組，而細(xì)菌中所有的其它部分都是天然的。而且，合成基因組也是照著天然存在的基因組做出來(lái)的。當(dāng)然，科學(xué)家會(huì)在未來(lái)對(duì)合成的基因組進(jìn)行修飾，這樣就能獲得一些具有新的性狀的細(xì)胞，如同育種家們培養(yǎng)出了優(yōu)良性狀的作物一樣。但是希望通過這種技術(shù)創(chuàng)造出全新形式的生命并不現(xiàn)實(shí)，制造出諸如弗蘭肯斯坦般的怪物更是天方夜譚。

文特爾和他的合作者的研究雖然轟動(dòng)，卻并不突兀。這項(xiàng)研究以無(wú)數(shù)前人的工作為基礎(chǔ)，并且還有很多問題留待解決。比如，如何通過改變基因組獲得能夠被預(yù)測(cè)的性狀？這不僅需要技術(shù)上的突破，還需要對(duì)生命的基本規(guī)律有更深的了解?？茖W(xué)家們還有很長(zhǎng)的路要走。