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投射电子显微镜下的“辛西娅”负染色照片

  合成细菌炸弹:具有高耐药性的“超级细菌”令医生束手无策,但是新加坡南洋理工学院的生物工程专家Chueh Loo Poh和化学工程师Matthew Wook Chang合作完成的新细菌可能会给医生提供一种有效的武器。他们对绿脓杆菌进行基因改造,使其具有能够自动家测到同类菌株的能力,然后再将这种改造后的基因转移到大肠杆菌的基因组上,并让大肠杆菌携带一种能产生绿脓杆菌素的基因。绿脓杆菌素对绿脓杆菌具有毒性,经过遗传工程改造的大肠杆菌(左)检测到邻近的绿脓杆菌(右)后,就会像“生物定时炸弹”一样产生大量的绿脓杆菌素消灭绿脓杆菌。实验室结果表明,这种人造大肠杆菌能够杀死99%的绿脓杆菌。

  人类扮演造物主的角色会带来什么样的危险?

  text - 和争春 photo - JCVI/NTU

  今年2月,美国111个环境、监察组织共同发布了一份报告,提出合成生物学需要更多监督,而政府也需要为这一领域制定合适的规章。合成生物学真正开始进入大众的视野始于2010年5月20日,当时美国生物学家John Craig Venter宣布,他率领的团队利用实验室内的化学物质制造出了一个载有约1000个基因的DNA片段“辛西娅”,它被认为是第一个人造单细胞生物。

  与通过解剖生命体以研究其内在构造的传统生物学和把一个物种的基因延续、改变并转移至另一物种的基因工程都截然不同,合成生物学是从最基本的要素开始一步步建立生物的“零部件”,最终目的在于建立人工生物系统,让它们能像电路一样运行。换句话说,就是设计自然界中原本不存在的生物,或对现有生物进行改造。可想而知,这样一门学科必然会面对巨大的伦理阻力。

  在“辛西娅”诞生之后不久,美国彼得·哈特研究协会和伍德罗·威尔逊国际学者中心共同进行了一次民意调查,2/3的被调查者支持继续推动合成生物学的研究,但也有1/3的人要求立即禁止这一学科或是在充分了解其可能导致的不良后果前停止这方面的研究。在对合成生物学心存疑虑者中,27%的人担心恐怖组织会利用研究成果发展生物武器,25%的人担心合成生物学产生的人造生命会破坏伦理道德,23%的人担心这些研究会对人们健康产生负面影响,13%的人担心环境会因此受到破坏。

  时隔两年,环境和监察组织的这份报告又一次将合成生物学推向了浪尖风口。报告认为合成生物学是“遗传工程的极端形式”,目前对其进行规范和评估的措施存在种种不足。报告的发起成员、监察组织ETC Group和地球之友希望美国政府能够禁止对人类基因组以及存在于人体内外的微生物基因组进行操作的合成生物学研究,还要求充分披露合成生物体的性质,以及进行强制性安全实验来确保这些合成生物体对人类及环境的安全性。在这些法规制定并落实以前,希望能够暂停合成生物体及其衍生品的商业发布和应用。

  但华盛顿生物技术工业组织的Brent Erickson认为这份新报告只能用荒谬可笑来形容。“这份报告危言耸听,缺乏客观性,我不认为它能够对政策制定者和公众起到真正的帮助。”虽然Erickson也承认现有的规章制度终归还是要进行革新,但他也指出合成生物学在很多方面都只不过是对那些已经被沿用了几十年的生物技术的新阐述或是它们的新演变。“我们对于那些新的生物并非毫无经验,”他说,“很多保护措施早就已经存在了。”

  美国总统奥巴马在2010年曾召集过生物伦理学委员会,要求他们对合成生物学进行细致的调查和评估,委员会随后提交的报告认为,不需要为这一学科制定新的规章和法规。ETC Group和地球之友在当时就曾联合其他组织对委员会的结论提出了抗议。而生物伦理学委员会的发言人Hillary Wicai Viers则认为,委员会在合成生物学方面的努力仅仅是第一步,她表示欢迎新组织加入进来,共同探讨这一学科的未来发展方向。“了解来自各方各面的观点是很重要的。”她说。

  美国政府对于合成生物学已经表现出了较高的热情。去年6月,美国国防部预先研究计划局(DARPA)在第5届合成生物学国际会议宣布了一项被称为“生命铸造厂(Living Foundries)”的计划。DARPA希望能够彻底变革材料科学,使目前不可能制造的材料—例如更有效率的太阳能和电子材料—的生产成为现实。为了实现这样的目的,DARPA计划“大规模地”涉足人造生物学。但与此同时,在监管方面,美国政府的行动却落在了后面,生物伦理学委员会在报告中曾向美国政府提出了18项建议,详尽说明了为了保证合成生物学的安全发展应该采取哪些策略。今年2月,伍德罗·威尔逊中心列出了这些建议的执行情况,指出即使在其中7项建议的执行截止日期设定在了2012年6月的情况下,这些建议得到落实的依然寥寥无几。“这些来自委员会的建议基本毫无作用。”伍德罗·威尔逊中心专门研究合成生物学的环境科学家Todd Kuiken说。

  由环境和监察组织发布的新报告是否会改变美国政府和业界的态度仍然是个未知数。“这取决于公众对它的重视程度。”Kuiken说。而斯坦福大学教授Drew Endy的话或许可以代表大多数合成生物学科学家的观点:“我们中的大部分人都不是来破坏地球的,我们希望通过合成生物学使世界变得更美好。”

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