人類能「合成生命」嗎？——新華社記者對話國內外學者

新華社深圳７月３０日電題：人類能「合成生命」嗎？——新華社記者對話國內外學者

新華社「中國網事」記者周科、王曉丹

人類能「合成生命」嗎？人類生命史上是否存在「基因大轉移」？合成生命技術已達到什麼水平？在深圳舉行的第１９屆國際植物學大會上，德國植物分子生物學家拉爾夫·博克、國家基因庫（深圳）執行主任徐訊、中國科學院上海植物逆境生物學研究中心主任朱健康就這些疑問接受了新華社記者的專訪。

生命史上存在「基因水平轉移」嗎？

生物將遺傳物質傳遞給其他生物而非子代，叫作基因水平轉移。有研究認為，距今２０億年至１０億年之間，生物之間發生了大量的基因水平轉移。

記者：「基因水平轉移」有沒有發生過？

拉爾夫·博克：我認為在進化早期發生過是有可能的。首先，當時絕大多數存在的生物體都由單細胞組成，這些單細胞生物體比多細胞生物體更頻繁地參與基因水平轉移。第二，那時的細胞有著更原始的結構，其周圍的細胞膜和細胞壁很可能沒那麼堅硬，因此更具滲透性。這意味著來自環境和其他生物體的ＤＮＡ可以容易被吸收。

徐訊：隨著測序技術的廣泛應用及基因組數據的積累，發現不同物種之間，甚至親緣關係很遠的生物之間基因組上有大量同源基因存在。

記者：如果「基因水平轉移」存在，我們對進化論的理解將產生什麼變化？

拉爾夫·博克：這表明基因水平轉移和基因組水平轉移極大地促進了地球上的早期生命進化，以及更複雜的生命形式的進化。生物的進化可能被大大加速。

徐訊：新基因對物種的起源、演化及對環境的適應性有重要作用，而基因水平轉移作為物種引入新基因的一條重要途徑，打破了親緣關係的界限，使基因流動變得更為複雜，這也是生物進化的重要機制之一。

朱健康：如果這個轉移存在的話，說明生物可以不需要通過自然界的變異循序漸進地進化，在進化過程中可以飛躍。

記者：基因水平轉移能否發生在高等動物之間？

拉爾夫·博克：高等動物之間的基因水平轉移是極為罕見的。原因在於高等動物有生殖細胞，即所謂的生殖系，它們在體內受到很好的保護，因此外源ＤＮＡ是很難遇到它們的。

合成生命技術已達到什麼水平？

記者：合成生命的關鍵技術是什麼？

拉爾夫·博克：合成生命有兩個關鍵的要求：一是對維持生命所需的最低限度的基因和蛋白質有進一步了解；二是擁有能合成大片段ＤＮＡ並將其組裝合成基因組的技術。這就是我們在細菌中合成生命所需的一切。

徐訊：美國《科學》雜誌有研究稱，有研究團隊使用電腦程序設計和編寫了遺傳信息，然後通過化學合成的方式將這些遺傳信息合成出來，之後放入細胞中替代原來的ＤＮＡ，並且保證其能繼續保持活性。如果這項研究可靠的話，說明合成生命依舊需要基於藍圖，也就是我們對現有生命形式的理解、對基因組的解讀，需要測序技術以及大數據分析工具作為支撐。我們目前合成的酵母染色體連人最小染色體的五十分之一都不到，所以如何構建超大ＤＮＡ並高效地導入受體細胞，是另一個技術關鍵。

記者：人類現在能對生物體進行多大程度的改造？

拉爾夫·博克：我們可以利用基因和基因組水平轉移作為工具，來促進植物生物技術和合成生物學的全新應用。我們不僅可以通過橫向轉移基因，還可以將基因和基因組進行組合，創造新的植物物種。例如，將兩個現存物種的基因組合併成一個新的物種。我們希望能在可預見的未來，通過這種方式將這些技術應用到農作物上，產生新一代農作物。

朱健康：基因水平轉移能不能作為通用工具，現在還只是猜測，但有些東西已經成為重要工具了，如農桿菌侵染植物形成植物瘤，人們通過對其研究發展了植物轉基因技術。

人類能大規模合成生命嗎？

儘管合成生命僅在萌芽狀態，但社會輿論已經開始關注它了。因為它是一柄雙刃劍，既可以造福人類，又有可能因失控而打開「潘多拉魔盒」。

記者：人類能大規模合成生命嗎？

拉爾夫·博克：我認為，未來幾年會有大量合成細菌基因組的製造，以及它們在細胞中的功能測試，相關技術將很快在許多實驗室中成為常態，但由於基因和基因表達的複雜性，完全合成的植物或動物將十分困難。

朱健康：從嚴格意義上來說，現在所謂的生命合成並沒有真正合成一個細胞。人類對於生命體的理解還不夠，現在只能合成最簡單的細菌基因組，甚至真菌的部分染色體。對於工業用的細菌、酵母，比如生產抗生素的菌株，有可能大量合成。要合成一個高等生物，我認為１００年內很難實現。

徐訊：對於整個學術界而言，基因組設計合成研究必將顛覆生命科學的研究模式，並提升人類對生命過程的理解，加深人類對生命本質的認識，尤其是通過基因組合成研究檢驗我們當前對基因組的所有認識，並將進一步加強我們對生命過程的調節和控制能力。

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