合成生物学：再造生命的奇迹－科教天地－理论频道

联系我们邮箱登录通行证登录网站地图

设为首页加入收藏

当前位置：中工网－理论频道－科教天地－正文

理论关键词投稿

农民工新生代农民工和谐劳动关系十七届六中全会十二五和谐社会学习型政党中国特色社会主义核心价值马克思主义

合成生物学：再造生命的奇迹

■本报记者　王握文　通讯员　游正凡　柳　珑 //www.auribault.com 2014-07-10 来源：解放军报

分享到：

促进半导体技术发展

仿生合成生成材料

开启基因技术新篇章

青蒿素生物药品合成

　　张东裔，博士生导师，教育部高等学校教学指导委员会委员，合成生物学领域专家，学科学术带头人，长期从事细胞生物学与生物化学研究，发表相关SCI论文30余篇。

　　视点提示

　　据外电披露，4月1日，美国国防部先进研究项目局诞生了一个新机构：生物技术办公室（BTO），其重点研究方向，是利用生命系统的合成能力，研发比传统先进的化学手段还要优越的新技术，构造具有全新功能生物科学系统，从而为国家安全提供强有力的科技支持。

　　这一信息的披露，再一次将世人的目光投向了一个全新研究领域——合成生物学。现在，就让我们随同专家一起来揭开其神秘的面纱。

　　重新设计生命的工具

　　可能有人会问，地球上所有的生命都是亿万年进化的产物，是通过自然选择雕琢出来的杰作，何须再对它们重新设计呢？

　　事实也是如此，基因作为生物进化的物质基础和主体，几乎无可挑剔。但是，人类需要的绝不仅仅是维持一个繁荣的生物圈，正如恩格斯关于人和动物区别的论述——“人和动物最大的区别是制造并使用工具”，而要将生命系统转变为一个具有无限潜力的工具，就得依靠合成生物学与合成生物技术来实现。

　　合成的生命系统到底如何造福人类呢？我们举个现实例子。疟疾，是一种顽固的热带流行病，至今仍在各大洲肆虐。在治疟过程中，中国科学家发现了一种能够治疗疟疾的青蒿素，被人们特别是非洲人称为“中国神药”。2006年，美国科学家将整个青蒿酸的代谢系统相关基因在酵母菌中重新构建，使其具备了合成青蒿酸能力，大幅提高了青蒿素的生产能力，显著降低了成本。

　　试想，如果我们能够运用神奇的合成生物学技术，有针对性地对生命尤其是单细胞生命进行重新设计和构建，不仅有机会获得更多“神药”，呵护人类的健康，而且能让人的生命系统具备更加多样的能力。

　　创造人工生命的曙光

　　2010年，著名学术期刊《科学》杂志公布了世界上首例合成生命“辛西娅”。美国生物学家通过10多年的研究和探索，成功地将蕈状支原体的基因组，“拷贝”到了被挖空的山羊支原体细胞内，并让它重新活了过来。这就是世界上第一个完全由人工合成的生物——“辛西娅”。

　　辛西娅的诞生，是人类创造的生命吗？或者说，人类已经具备创造生命的能力了吗？对此，科学家并不支持这样的观点，他们认为，辛西娅只能称为人类合成的生命，而不是创造的生命，这里面的区别就在于是否“原创”。如果将它与文学创作做一个类比，合成的辛西娅只是将别人的作品抄了一遍，并在里面做了标记，并不属于原创。因此，也就谈不上是创造了一个生命。

　　即便这样，辛西娅的诞生，还是轰动了世界，毕竟她是地球上一个全新的生命，拥有的是人工赋予的遗传物质。有学者指出，在人类史中，人们第一次利用最基本的建筑材料，从一个个字母开始，掌握了书写生命的密码，已经可以复制出人工生命了。同时可以预见，未来以基因为基本砖块搭建“高楼大厦”的日子指日可待。合成生物学将达到最高境界——创造新的人工生命。

　　影响未来战争的利器

　　新的技术发明总是能在战争中找到合适的位置，合成生物学技术在军事领域的应用潜力同样受到了密切关注。

　　蜘蛛织网，蜘蛛丝的良好弹性，早已引起了人们对军事防护材料的兴趣，如果让每一名将士都穿上蜘蛛丝的“软猬甲”，目前还只能是科幻。不过，这一异想天开的想法，已有了实质性的进展，国外科学家运用合成生物学的原理，在微生物中合成了蛛丝蛋白，使蛛丝蛋白进行规模化生产成为可能，也表明新生命系统的设计与构建在军事上应用是完全可行的。

　　2011年6月，美国防部高级研究计划局宣布了“生物铸造”项目，目的在于将标准化的生命元件组装为全新的工程微生物，再用来实现各种具有军事应用潜力的生物功能。他们认为，这一技术有助于通过生物系统获得“新材料、新能力、能源和药物”。如通过微生物的合成生物学改造，可使微生物能产生生物柴油，用于车辆、军舰甚至飞机燃料供应，从而有效改善能源结构。

　　专家指出，军事应用需求将孕育新突破：一是构建新的代谢系统，实现特殊物质的生物合成；二是构建新的生物信号系统，满足高效传感和探测的需求；三是构建新的优势物种，来调节、控制微生物群落，实现战场环境有害因素治理，以及对有利因素最大化利用。所以，合成生物学发展，将是未来战场上不可忽视的新生力量。

　　探寻奥秘

　　让生命灵活设计

　　合成生物学，一个陌生而又熟悉的名字。如果套用当下的一句流行用语，它是一个“低调奢华有内涵”的学科名称。这是因为，它已悄无声息地蔓延到各个学科领域，扮演着上帝创造生命的重要角色。

　　作为21世纪刚刚出现的一个生物科学分支学科，它与传统生物学从上而下通过层层解剖和解析生命体、来研究其内在构造的办法相反，它是将生命尤其是单细胞生命，视为执行生理功能的零部件，自下而上地通过组装后重新构建新的生命体系。

　　它也不同于基因工程把一个物种的基因延续、改变并转移至另一物种的做法，其目的在于通过组装各种生命部件来从头建立人工生物体系，让这些部件像电路中的元器件一样，在生物体内运行，使生物体能按预先设计的方式来完成各种生物学功能。

　　合成生物学的最高境界，是灵活设计和改造生命，重塑生命体。科学家可以凭借最前沿的生物技术，重新设计和合成人工的基因组，甚至有可能创造出新的物种，或者说可以创造新的生命，实现神奇的生命创造新功能。

编辑：尹盼秋

·相关文章

[保存] [全文浏览] [ 大中小] [打印] [关闭] [我要留言] [推荐朋友] [返回首页]

实践与思考

工运理论动态

工会主席论坛

学者专栏

苏国勋

李君如

齐勇锋

工运理论专家

政经社会专家

劳动保障专家

日排行周排行月排行

理论周刊

思想博客

京ICP证100580号| 互联网新闻信息服务许可证| 企业法人营业执照