合成生物學(synthetic biology)能夠改造有機體，但它能賦予無生命物質生命嗎？
撰文 戴維別洛(David Biello)翻譯 致樺
一位科學家將少量無機化合物添加到冒著氣泡的燒杯中，然後搖了一搖。瞧，微妙的反應發生了，新的生命形式自行組裝而成，馬上就能夠繁殖生長。上述場景就是對合成生物學或實驗室中創造生命的通俗想象。
不過，該領域的研究者對給無生命物質賦予生命並無興趣。事實上，無生命的化合物在沒有指導的情況下如何自組裝形成有生命且可自我復制的細胞，科學家對這些基本過程仍知之甚少。在 1952年著名的米勒－尤列(Miller-Urey)實驗中，二人以原始大氣為原料制備得到了氨基酸，但這一實驗難以重復。
如今的合成生物學，更側重于修改現有的有機體。合成生物學可以被視作加強版的遺傳工程：合成生物學家所做的，不僅僅是替換一個基因那麼簡單，而是修改一大段基因，甚至整個基因組。DNA的改變可以迫使生物體大量合成化學物質、燃料，乃至藥物。“他們的工作就是從零開始構建出生命指令，並將這些指令加入到某些已經存活的生物體中，取代原有的指令， ”美國斯坦福大學的生物工程學家德魯恩迪(Drew Endy)解釋說，“合成生物學為生命在世間的散播定義了又一條途徑。從此，生命無須再直接從父母那裏遺傳了。”
就這一點來說，一些科學家認為，用人造細胞去復制現有細胞是沒有任何道理的。美國哈佛醫學院的遺傳學家及相關技術研發者喬治M丘奇(George M. Church)就主張：“與其造出一個與現有細胞非常相似的細胞，還不如直接利用現有細胞。”
合成生物學實際上就是把大規模工程學引入生物學領域。設想這樣一個世界：無需機械或人工的手段編織椅子的外形，經過編程的竹子就可以長出椅子來；自組裝的太陽能面板(即經過改造的樹葉)可為房屋供電；樹木的根部可以分泌柴油燃料；經生物工程改造的生物係統在氣候變化的條件下同樣能茁壯成長，有些還能用于清除污染；重編程後的細菌甚至能夠潛入人體內，在我們的機體內部匯集成一支治療疾病的醫生大軍。
丘奇主張：“總體說來，任何能制造出來的東西都可以用生物學的方法來生產。”合成生物學在小規模水平上已經付諸實用：從耐高溫微生物體內提取的、常用作洗衣粉添加劑的酶，經過改造已經能夠在冷水中發揮效用，因此可以節約能源。
合成生物學“將徹底改變未來 100年內我們制造任何東西的方式”，美國華盛頓特區伍德羅威爾遜國際研究中心(Woodrow Wilson International Center for Scholars)科學、技術與創新計劃主管戴維雷赫斯基(David Rejeski)預言：“我們能夠在生物學相關尺度上設計物質，如此巨大的變革可以與 19世紀的工業革命相媲美。”
宏偉的前景也會帶來巨大的風險——實驗室中經改造的有機體可能逃逸。目前絕大多數的人造有機體還比較脆弱，尚無法在野外環境中生存。針對未來更加成熟的人造有機體，合成生物學家期望能夠制定出多種形式的安全保護措施，諸如嚴格監管、在新的遺傳密碼中嵌入某種自毀序列等。由於科學家能夠在基因水平上完全重塑有機體，他們有辦法讓人造有機體與自然係統隔離開——恩迪說：“我們能讓它們快速失去活性。”
雖然如此，一些科學家仍在嘗試真正的再造生命。美國 J克雷格文特爾研究所的卡羅爾拉蒂格(Carole Lartigue)、漢密爾頓史密斯(Hamilton Smith)與同事已經從零開始合成出了一個細菌的基因組，甚至將一種微生物轉變成了另外一種(參加第 34頁《“人造生命”背後》一文)。其他地方的科學家已經構建出了人造細胞器(organelle)，甚至還成功制造出一種全新的細胞器——合成體(synthosome)，用於制造合成生物學所需的酶類。從零開始制造生命或許即將實現。
這樣的科學壯舉並不意味著科學家已經理解了生命最初誕生的方式，卻激起了一些人士的擔憂，他們認為人不應當擁有神一般的能力。不過，創造生命還可能讓我們變得更加謙遜，因為它會改變我們對於與我們相伴的生命形式的理解。“好處將是，與分子水平上的生命合作重建我們的文明，可持續地生產我們需要的物質、能量及原料，”恩迪說，“我們將與地球上的其他生命形成一個合作的平衡，實現的方式與目前人類和自然的相互作用方式截然不同。”
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