人造生命之父用DNA預測《生命的未來》

知識 07-11

人造生命之父用DNA預測《生命的未來》

我的「薛定諤演講」

2012 年 7 月 12 日,我應聖三一學院的邀請到都柏林發表演講,這次演講時值著名物理學家、諾貝爾獎得主薛定諤初次發表他的《生命是什麼》系列演講整整 70 年之後。

主辦者要求我再次論述薛定諤當初提出的偉大主題, 並且希望我在現代科學的基礎上,就有關「生命的定義」這一深奧的問題提出新的洞見和答案。顯而易見,對於這個問題,幾乎每個人都非常有興趣, 箇中原因可謂不言自明。

我本人也不例外,不過我還有一些個人的原因。我年輕時曾在越南當過醫護兵,在那個時候,我無比驚異地發現,「有生命的」與「無生命的」兩者之間的區別竟是如此的微妙:一張小小的紙巾就能把活著的、有呼吸的人與死人區分出來;甚至在良好的醫療護理下,存活下去的可能性也仍然部分依賴於病人積極向上的思想和樂觀開朗的心態。這就證明, 高度的複雜性源於活細胞的組合。

在一個美好的星期四晚上,時間是下午 4 :30,得益於數十年來分子生物學的發展,我終於走上了薛定諤曾經站過的那個講台。

像他一樣,我也是在愛爾蘭總統面前發表演講的。唯一不同的是,現在這個禮堂已經成了聖三一學院的考試大廳,但是講台仍然是那個無與倫比的講台。在巨大的枝形吊燈的照射下,站在威廉 · 莫利紐茲(William Molyneux)和喬納森 · 斯威夫特(Jonathan Swift)等人的肖像畫下面,我注視著講台下 400 位聽眾,所有人的臉上都浮現出翹首以待的表情;數不盡的式樣各異的攝像機閃耀著令人眩目的亮光。

當然,我還知道,與薛定諤當初發表演講時不一樣的是,我這個演講將會被錄音、被現場實況轉播、被寫進博客,還將會在 Twitter 上被大量推送,儘管我所要回答的問題,就是我的前輩們已經付出過許多努力試圖給出答案的那同一個問題。

在演講開始後的 60 分鐘時間裡,我向聽眾詳細地解釋了 DNA 是如何驅動生物機器運行並最終組成生命的。所有活的細胞都在運行著 DNA 這個「軟體」,它指揮著成千上萬個「蛋白質機器人」。

自從我們人類第一次搞清楚如何通過對DNA進行排序來解讀這個「生命的軟體」以來,我們對生命進行數字化操作的歷史已經有幾十年了。

現在,我們可以從計算機數字代碼出發,走到另一個方向,即我們能夠設計出一種新的生命形式,用化學的方法合成它的DNA,然後用它來「生產製造」出實實在在的生命有機體。這是因為,我們現在可以對所有的信息進行數字化處理,並且能夠將它們以光的速度發送到任何地方,並且最終能夠重組DNA,再造生命。

坐在愛爾蘭總統恩達·尼(Enda Kenny)旁邊的是詹姆斯·沃森,沃森一直自稱是我的老牌競爭對手。在我的演講結束之後,沃森走上講台,握著我的手,大方地祝賀我發表了「一個非常美妙的演講」。

《生命的未來》這本書的部分內容就是在聖三一學院演講的基礎上寫成的。本書的宗旨是,將我們現在已經取得的令人難以置信的進展描述清楚。自薛定諤發表《生命是什麼》系列演講到現在,才過了 70 多年,說起來這只不過相當於一個人的生命周期。

但是在這段時間裡,我們確實已經取得了極大的進展。從薛定諤的「非周期性晶體」(aperiodic crystal)到對遺傳密碼的正確理解,再到第一個合成染色體的成功構造,又到製造出第一個人造細胞, 從而最終證明 DNA 就是生命的「軟體」,這些偉大成就是建立在過去半個多世紀以來的各項巨大進展的基礎之上的,也是來自世界各地的許多傑出科學家在各自的實驗室里不斷努力的共同成果。

在本書中,我將對分子和合成生物學領域中的進展進行一個綜述,一方面是對這個史詩般的事業和成就的致敬,另一方面是對那些為這個偉大事業做出傑出貢獻的無數重要科學家的致謝。

當然,我的目的並不是對合成生物學的發展歷史做一個全面、完整的描述,而是希望藉此闡明,被我們稱為「科學」的這項事業,它的力量固然無比巨大,但是它也極其需要所有人齊心協力進行合作。

現在,作為數字化信息的 DNA 不僅能夠在計算機資料庫中實現不斷的積累,而且能夠通過生物傳送器以一種電磁波的形式以光速或者接近光速進行傳輸,從而在一個遙遠的地方重新創造出蛋白質、病毒和活的細胞, 或許這將永遠地改變我們對生命的看法。

隨著這個對生命的全新理解以及我們駕馭生命的能力的逐步擴展,我們有力地敲開了一扇全新的蘊含著無限可能性的大門。這是極其激動人心的。

隨著工業化時代接近尾聲,我們有幸見證了「生物設計時代」的來臨。人類即將進入一個全新的演化階段。

人造生命之父用DNA預測《生命的未來》

【圖書信息】

書名：生命的未來

作者：[美]克雷格?文特爾

定價：69.9

出版時間：2016年6月

出版社：浙江人民出版社圖書品牌：湛廬文化/財富匯

【內容提要】

從解碼生命、開創全基因組霰彈測序法到合成噬菌體phi X174，從合成第一個完整的基因組，到把一個物種轉變為另一個物種，最終到合成第一個人造細胞，文特爾和他的團隊完成了一個又一個「不可能完成的任務」，他們在某種意義上，「扮演了上帝的角色」。

假設火星上的生命與地球上的生命都是基於 DNA 的, 假設火星有生命或者曾經有過生命,假設火星上有一個基因測序設備,可以讀取任何有可能存在於那裡的「火星人」的 DNA 序列,那麼,只需要 4.3 分鐘把「火星人」的基因序列發送回地球,我們就可以在地球上的實驗室里重造「火星人」！生命的未來值得我們每一個人期待，不是嗎？

【作者簡介】

克雷格·文特爾，「人造生命之父」，基因測序領域的「科學狂人」。

1990年參與到總投資30億美元的「人類基因組計劃」的研究中，但中途退出，1998年創立「賽萊拉公司」，一人單挑6國科學家，僅用兩年時間就完成了人類基因組序列的測定。

「文特爾研究所」創始人，2003年合成噬菌體phi X174的DNA，2008年合成生殖支原體的基因組，2010年5月合成了包含110萬個鹼基對的絲狀支原體基因組，然後將其移植到山羊支原體細胞中，創造了第一個「人造細胞」。

美國國家科學獎獲得者，2007-2008年，連續兩年入選《時代周刊》「全球最具影響力100人」榜單。2013年，被《前景》雜誌評選為「最偉大思想家」。

IT經理世界雜誌(ceocio_magazine)