文特尔:两次成功合成新生命体的科学狂人

作者: 叶水送

来源: 知识分子

发布日期: 2016-03-27

克雷格·文特尔是一位生物狂人,他两次成功合成新的生命体,最近的研究中设计并制造出了最简单的人工合成生命体,仅有473个基因。他的研究不仅帮助科学家更好地了解细胞中每个必需基因的功能,也引发了关于生命复杂性和科学伦理的讨论。文特尔的职业生涯和个人经历都充满了传奇色彩,他的创新和坚持自我在科学界内外都引起了广泛关注和争议。

生物狂人克雷格·文特尔(Craig Venter)沉静数年之后,最近又造出一个大新闻。3月24日,美国《科学》杂志发表了一项研究表示,文特尔及其团队设计并制造出了最简单的人工合成生命体。此次设计的人工生命仅有维持生命所需基因,这一数字仅为473个,是目前已知最小的生命体基因组,该研究可帮助科学家更好地了解细胞中每个必需基因的功能。

尽管该生命体只有473个基因,但约有31%的基因的生物学功能仍未被发现。连文特尔也不得不惊叹生命的复杂,远超出我们想象。事实上,早在2010年,文特尔及其团队利用电脑设计、在实验室中以化学方法第一次合成了一种可自我复制的人工细胞,那是有史以来第一个人工合成的生命体。

现年70岁的文特尔,人生传奇而且励志。小时候,他是一个多动症患者,早年当过兵,参加过越战,尽管他反对越战。

在战场上,他身负重伤、死里逃生后,决定学医。美国加州圣马特奥学院尽管是一所社区大学,但风景秀丽,文特尔在这里追逐着自己的梦想,之后他转入加州大学圣迭戈分校,拿到博士学位,由此走上职业科学家的道路。他第一次被外界广泛关注,是其与主导人类基因组计划的美国国立卫生研究院(NIH)公开叫板,并迫使后者不得不与其一同分享人类基因组计划成果。

他还是一个生物狂人,先后两次成功地合成新的生命体,它们以前从未在地球上出现过,即使自然界中有这样的生命体,那也需要上百万年的进化,而在文特尔的实验室这个历程只需要数年时间。人工生命实验引来主流科学群体以及公众猛烈的抨击,并纷纷与他划清界限。在科学圈里,文特尔就像是个淘气而又十分聪明的“孩子”,时不时地制造些“麻烦”出来。而当面对批评时,他依旧我行我素。

如下一则短文译自皮特·福布斯为文特尔自传《光速人生》(Life at the Speed of Light)写的书评。原文出自《自然与科技》杂志。

生物学家克雷格·文特尔(Craig Venter)是个特立独行的速度狂人。他童年时期,曾常常闯入旧金山未隔离的机场中,骑着自行车与飞机赛跑。在校期间,他获得游泳冠军,并且在游艇竞赛中取得不凡的成绩。

他第一次受众人瞩目还是在他与人类基因组计划比赛的时候,人类基因组计划是由美国政府耗费30多亿美元支持的国际性项目,文特尔创立的私人公司塞莱拉基因(Celera)宣称要比人类基因组计划快4年完成人类基因测序,而后者仅由国际财团支持,“Celera”一词在拉丁语中意为“快速的”。

这让人类基因组计划组感到不寒而栗,为了更快、更好地完成任务,计划组不得不与塞莱拉公司合作,采用文特尔更为先进的测序技术,并与他共同分享成果。

大多数人随着年龄渐长,会逐渐放慢脚步,享受清闲,而现年70岁的文特尔则不同,他不停地思考,如今他在思考光速的问题:生命能否驾驭光速前行。正如乔治·戴森(George Dyson)在他的著作《图灵大教堂》(Turing's Cathedral)中所阐释的那样。

文特尔认为DNA密码与计算机代码之间有着诸多类似之处,这将导致我们进入一个新时代:数字生命时代。在数字生命时代里,计算机可对基因进行设计,并通过无线电或其它电磁波进行远程传输,最后通过快速合成器,制造出新的生命形式。

为什么人们愿意以光速传输基因编码?文特尔给出唯一靠谱的解释竟是:探测其它星球的生命基因。空间探测器可预先安装采样和基因测序设备,一旦发现其它星球的生命体,便将其基因编码传回地球,然后再在地球上进行重组和分析。这种“远程传输”的构想来自文特尔,因此“以光速传输生命”是他的新理念。然而,这种观点在发现地外生命之前是毫无意义的。

文特尔并非一介凡夫,他的远见卓识远超你的想象,通常人们止步于亲眼所见或固有观念,但文特尔总能发现事物的新价值。他认为,通过快速测序和生物合成,能加快疫苗生产,从而使得普通疫苗35天的生产周期缩短至5天时间。一旦新型流感肆虐,这项技术将会发挥重大作用,其优势是显而易见的。

在文特尔的各项成就中,基因测序与生物合成是毫无争议的,但大多数科学家对他的评价不尽相同。

一些科学家批评他最近的科学突破:通过化学合成的方式创造了人工细菌基因组,然后将它嵌入已剔除遗传物质的细胞中,再观察这种人造生物,它不仅有生命,而且还可繁殖。这项研究遭受公众的质疑,人们认为这样做没有必要性,因为世界上任何一个分子生物学家都确信,一个人工合成的全基因组序列,能够呈现出与自然状态下的基因一样的特性及功能,为什么非要人工合成?

他的另外一个饱受争议的焦点是,我行我素的个性,即使面对批评依然坚持自我。

然而文特尔并非总是这样咄咄逼人,他开始信奉现代实验生理学创始人克劳德·纳德(Bernard Claude)的一句格言:艺术是自己的,科学则是大家的(Art is I,Science is we)。只是有时候,他常常忘记这句格言的真谛。总体说来,文特尔对基因组学的发展,起到巨大的推动作用,他的研究将深刻影响我们未来的生活。

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