美生物学家：4个月内培育出人造生命

顾汉现

美生物学家：4个月内培育出人造生命


日期: 2009-08-25





        据英国《泰晤士报》报道，引起诸多争议的美国生物学家克雷格·文特尔(Craig  Venter)表示，未来4个月内人造生命就会出现。文特尔负责领导了一项给人类基因组排序的私人项目，他说，他的科研组已经排除了在实验室制造人造生物体面临的重要障碍。他说：“如果我们不出任何差错，我认为我们将会取得成功，我们将在年底制成第一个人造生物体。”



　　为人造生命奋斗十几年

　　文特尔博士已经为这个目标奋斗了十几年，他参与的一些项目正在利用合成生物学生成细菌，把煤转变成清洁天然气，并把吸收二氧化碳的藻类转变成碳氢化合物燃料。合成生物学的其他潜在应用方式包括生产医药和疫苗的新方法。

　　马里兰克雷格·文特尔研究所(J.  Craig  Venter  Institute)的科学家宣布他们已经发现一种把DNA植入到细菌里的新方法，并承诺解决两年来一直阻碍人造生命项目发展的一个问题后，文特尔提出了上述预言。

　　2007年，该科研组开始把细菌——蕈状枝原体真菌变种(Mycoplasma  mycoides)的基因组植入到它的近亲细菌山羊支原体(Mycoplasma  capricolum)的细胞里。这种做法把寄主细菌转变成蕈状枝原体真菌变种。去年1月，该科研组从零起步，成功制成了细菌的完整遗传密码。下一步是利用2007年形成的植入技术，把这种人造基因组移植到寄主细胞里，通过人类写的遗传指令“重新激活”它。迄今为止这种尝试一直惨遭失败，因为当人造基因组被植入到寄主细胞里后，它根本无法产生作用。

　　这项最新研究发表在《科学》杂志上，它确定了这种尝试一再失败的可能原因，并形成一种进行这种尝试的新方法。天然细菌基因组，例如被成功移植的那个，是通过一种被称作甲基化作用的方法进行化学改良的。当它们被植入其他细胞里时，这个过程显然能保护它们不受化学物——限制性内切酶(Restriction  Enzymes)干扰，防止它们受到病毒毒害。然而，人造基因组并不是甲基化产物，因为它必须在酵母中生长，这个过程不能为它提供化学改变所需的物质，导致它容易受限制性内切酶袭击。



　　植入试验终于取得成功

　　在这项最新研究中，文特尔带领的科研组在酵母里培养天然蕈状枝原体真菌变种基因组，这种环境跟人造基因组的生长环境类似，因此没有发生甲基化作用。但是这些基因组在被植入寄主细胞时并没成功。

　　稍后，该科研组再次在实验室里对蕈状枝原体真菌变种基因组进行甲基化，然后把它植入寄主细胞。这次植入成功了，这些细胞作为蕈状枝原体真菌变种被重新启动。这次成功说明在植入前对人造基因组进行甲基化，使它能够取代寄主细胞，并用自身DNA重新启动它们。这方面的试验现在还没开始。

　　甲基化作用应该能保护人造基因组对抗寄主细胞的防卫物，这就像用可抑制免疫系统的药物防止植入器官出现排斥现象一样。诺贝尔得主哈密尔顿。斯密斯(Hamilton  Smith)也是这项研究的领导者，他说：“我认为这项工作对我们更好的了解生物学本质，实现我们的工作中制作和导入人造基因组的最后阶段具有重要意义。这有可能是人造基因领域获得的一项最重要的发现。”文特尔表示，由于它为改变藻类和细菌，让它们表现出有用的一面开辟了道路，因此这项研究特别重要。

　　文特尔说：“这可能将成为生物学领域最有效的一种工具。”他宣布，他将在今年年底前生成人造生命，这是美国科学家和商人一直追求的目标。



　　年青时曾经不务正业

　　该项目正在使争论不断激化，但是文特尔的记录显示，那些持怀疑态度的人和竞争对手会不断促使他继续这方面的探索。文特尔1946年出生在美国尤他州盐湖城，青年时代的他把大量时间花在冲浪和追求女孩上。但是在越南担任实习医生使他的生命发生本质转变，他在越南一所海军医院里给受伤战士治疗。文特尔重返美国后，决定把自己的后半生献给医学事业的发展。在这种愿望的驱使下，他在5年内分别从加利福尼亚大圩获得学士学位和博士学位。

　　稍后他作为美国国立卫生研究院的一名研究人员，成为一种技术捷径的先驱，这种方法能加速基因解码过程。文特尔利用这项技术于1995年成为第一个给整个细菌基因组排序和解码肺炎细菌——流感嗜血杆菌(Haemophilus  influenzae)的人。这项成功是他对美国国立卫生研究院施加的第一次沉重打击，该院官员不愿给他领导的项目提供资助，并称他的整个基因组排序不会有任何作用。

　　1998年5月，文特尔开始冒更大风险，他宣布将通过他的赛雷拉基因公司，在3年内破解整个人类基因组。遗传学领域认为文特尔成功实现这个目标的可能性非常小，并把他戏称为“戴斯·文特尔(Darth  Venter)”。这项挑战立即激活并使所有人都把注意力集中在公共人类基因组项目上，当时该项目已经朝着这个目标进行了10年努力，预计在2003年年底结束。结果两个项目的竞争胜负难分，文特尔和美国国立卫生研究院的竞争对手弗朗西斯·柯林斯于2001年共同分享了破解人类基因组的荣誉。

　　从此以后，文特尔开始把他的注意力转移到另一个重大挑战上：气候变化。文特尔曾把他进行的一项远征探索比喻成是查尔斯·达尔文进行的探索活动，他在这项远征探索活动中，驾驶私家游艇Sorcerer  II，花费3年时间穿越各大洋，收集和分析微生物样本。文特尔希望通过了解细菌和大气之间的互动，可以让他和他的科研组设计并制成人造细菌，用来清除大气中的温室气体。(秋凌)



　　美国科学家日前称，他们在人造生命的研究中取得关键性进展，如果一切顺利，人造生命有可能在今年年底之前问世。

　　据英国媒体报道，美国马里兰州的生物学家克雷格-文特尔8月21日向媒体表示：“如果我们不出现任何失误，我想我们可能在今年年底之前创造出首个人造生物。”

　　文特尔博士的研究思路大概可以概括为：将人造基因嵌入已经被剔除了基因的其他细胞之中，最终由这些人造染色体控制这个细胞，发育变成新的生命体。

　　早在2007年，该研究小组就成功地将一种细菌的基因移植到另一个细菌中，第二个细菌后来果然长成了第一种细菌。这就证明文特尔博士的思路是可行的。

　　可是在随后的研究中，当研究人员把人造的基因植入另一种细胞后，却未能出现料想的结果。两年来，这个瓶颈阻碍了该项目的进展。最新的进展中，科学家们找出了失败的可能原因及解决问题的新方法。

　　研究人员发现，在天然细菌基因移植中，基因会经过一个甲基化的过程，当基因被移植到别的细胞中后，经过了甲基化的基因就不容易受到别的细胞中某些物质排斥性的“攻击”。而人造基因没有经过这个甲基化的过程，所以容易被别的细胞排斥，导致无法控制这个细胞。

　　在新研究中，研究人员对人造基因也进行了甲基化，最后发现其成功地控制了新细胞。因此，问题的关键就在于，将人造基因移植到另一个细胞之前，要对其进行甲基化。

　　据介绍，首个人造生物可能是简单的细菌。在证明这种方式可行之后，研究人员们还将继续“创造”更多复杂的细菌，这些细菌可以将煤转化成清洁的天然气；也有可能人工合成一些水藻，这些水藻可以吸收二氧化碳并将其转变为燃料。

　　据悉，人造生物的技术还有可能用在生产疫苗和药品方面。