创造异形生命的进化机

自动修补基因仅仅只是开始——科学家正在研制一台可以用来改写生命密码、创造出真正异种的进化机。

奇特的机器

坐落在一张不起眼的工作台上的是各类瓶子、托盘、管子的大组合,它们热热闹闹地挤在一个自制的框架中。一排排空吸管 " 翘首相望 ",随时准备待命。黑色的、灰色的导线遍布每个角落。在机器的顶部,机器臂沿着金属轨道有序地来回滑动,传送着各式液体,看起来就像在跳一连串复杂的舞蹈;在它的内部,细菌正通过超薄塑料管分流,收集、冷冻、电击每个环节都在有条不紊地进行着。整台机器大约有 1.5 米高,由一台普通的计算机控制。

这样一台笨拙难看的机器有什么奇妙之处吗?是的,这是世界上第一台可以创造生命的进化机!它仅需短短的几天就可以完成遗传工程学家几年才能完成的工作。尽管到目前为止,它还只是个雏形,但是未来更强大的进化机将会使生物学发生革命性的剧变:它将允许我们创造新的生物,帮助我们轻松改写整个基因组,甚至,还会使我们人类自身发生变化。

让机器选择进化

今天,基因工程的发展已经如火如荼,但是,我们还不能随心所欲地、快速地改造基因,即使少数的基因发生变动也需要消耗大量时间、花费大量金钱。一个接一个地调整基因,然后又要使它们运转正常,这是个非常缓慢的且十分艰苦的过程。因为生物系统是如此繁杂,就算极其简单的性状改变也会涉及到不同的基因网络,而这些网络又往往以不可预知的方式来表达。因此,我们所做的改变常常会达不到预期的效果。

举个例子来说,美国加州大学伯克利分校的科学家们已经造出了生产抗疟疾用的青蒿素的酵母,这被誉为是合成生物学的伟大成就之一。但这只是调整或是添加几个基因,就需要几十个研究人员干了好几年,耗资达 2500 万美元,这样高昂的成本使得进化机没办法迅速推广。

于是,哈佛大学医学院的遗传学家乔治•丘奇开始研究制造 " 进化机 ",让机器来自动完成这繁琐的调整、添加基因的工作。过去,生物学家如果要修改某个基因,他们首先需要组建一个可以信赖的数据库,收录这个基因在实验中的各类数据,然后对涉及基因转变的每一步都进行精心设计。但是乔治•丘奇的 " 进化机 " 是一种完全不同的方式:让机器自动选择进化,代替我们人类做这些让人头疼的繁杂工作。研究者只需要给出一个相对粗略的设计,并且在设计中加入某些变量,然后把设计输入 " 进化机 ",启动程序,进化机就能按照研究人员事先设计好的方向自动修改基因了。

很明显,这将是生物工程领域的一次巨大变革:不必对每个步骤了如指掌,但你却可以同时处理多个任务,让细胞代你找出你最理想的答案。

造物革命

首个 " 进化机 " 是丘奇实验室的一名研究生研制的。为了能够证明他的机器能够工作,他利用一种大肠杆菌进行了实验。这种大肠杆菌能产生番茄红素——一种让西红柿发红的色素,具有很强的氧化性。接下来,他又利用与产出番茄红素有关的 24 个基因,合成了 5 万个 DNA 链。然后,这些 DNA 和大肠杆菌被放入到进化机里。在进化机里,大肠杆菌大量繁殖,并与 DNA 链进行混合,其结果是造出了带有新型基因的大肠杆菌。就这样,进化机里很快产生了大约 150 亿个新的大肠杆菌,这些菌株的基因都发生了或多或少的变化,一些菌株还能够生产出比原菌株多达 5 倍的番茄红素。

在这台大胆、新奇进化机的基础上,丘奇的研究小组又做了更多改进,研制出新一代处理速度更快、功能更强大的进化机。目前,丘奇和他的同事正考虑将这项技术应用于其他有用的细菌,包括希瓦氏菌,这种细菌可以用来清理原油和铀污染;还有蓝藻,这种可以利用光合作用从阳光汲取能量的细菌。

异种危险吗?

既然进化机能够制造新的细菌,原则上,这项技术应该同样适用于动植物,虽然动植物的基因系统更加复杂,但只要进化机功能更先进,未来把一些动植物如树木、小猪的 DNA 链放进去,就可能有一颗小树苗长出来,或者一头小猪仔跑出来。

再接下来,进化机就能完全独立地制造出全新的、地球上未曾有过的新物种了。这才是令人担忧的问题,那些全新的异种会对我们人类造成多大危害呢?这是我们不得不考虑的一个问题。

科学家认为,改写遗传密码,其实并没有像听起来那么吓人。因为从本质上来说,所有现存于地球的生命用的是完全一样的遗传密码。如果进化机创造出一套完全不同于地球生命的遗传密码,它们与地球生命的基因无法交流的,即使这些异形生物从进化机中逃到自然界,它们也不会污染到地球生命的基因。同样地,它们也不能从自然界中的细菌中交换到任何基因。这就是说,这些异种生物与我们现有的地球生命是隔绝的,互相之间不会感染,从而不会产生各种不可预知的风险。

尽管科学家们说进化机造物是比较安全的,但这仍然无法打消人们的忧虑。所以,不管怎么样,科学家最好先造一台时光机能跑在异形生物的前面,那样我们就可以先通过时光机来看看进化机中的异形生物是否有风险,以阻止我们人类任何愚蠢行为的发生。

发表评论
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:

相关文章

推荐文章

'); })();