科學家宣布成功合成人造蛋白質！人造人還會遠嗎？

知識 01-21

我們已經得到了一個令人激動又可怕的消息，根據最新的科學研究報告，科學家已經成功合成了能催化生物化學反應的蛋白質酶，然而，這同時意味著人造人已經不遠了

導語：我們已經得到了一個令人激動又可怕的消息，根據最新的科學研究報告，科學家已經成功合成了能催化生物化學反應的蛋白質酶，然而，這同時意味著人造人已經不遠了。

隨著科技日新月異的發展，基因編程和人工智慧的製造對人類來說已不再有任何困難。但科學家們並不固步於此，他們正在孜孜不倦地追求著一個看似不可能完成的目標——從零開始創造出全新的人工生命——即我們所說的「人造人」。普林斯頓大學的一項新研究，證實了人們可以製造出一種構成細菌中酶的重要蛋白質。這無疑是「人工造人」之路上的重大一步。

圖|在富含鐵元素的培養基中，沒有Fes酶的大腸桿菌菌落的生長會受到限制。而那些有人工酶合成Syn-F4的培養基中的細菌則因為它們能夠接觸到鐵元素而顯得形大、色白、呈現出十分健康的狀態。

事實上，我們這些凡人在「扮演上帝」的過程中取得了不錯的進展:2010年，科學家們運用在計算機中生成的基因組，在一種特殊的可以進行自我複製的自然細胞中創造出了一種合成生物。大約一年前，斯克里普斯研究所(Scripps Institute)宣布，它已經在其基因組中創造出了兩種全新的DNA鹼基。去年11月，這個團隊宣告，他們已經創造出了一種全新的蛋白質。

多年來，普林斯頓團隊為大腸桿菌（大腸桿菌是一種構造較為簡單的物種，是諸多醫療實驗中的良好測試體）創造出了人工蛋白質。為了測試效果，研究人員改變了大腸桿菌的基因序列，去除了它們生產Fes蛋白質的能力，然而，這些蛋白質往往都是細菌用以生產和獲取鐵元素的，如果沒有這種重要的礦物質，細菌就無法存活，隨後，研究小組將人工蛋白質插入這些特殊處理過的酶中，以替代細菌缺失的功能，達到使「解救」或「復活」這些細菌的目的。

在新的研究中，研究人員已經確定了他們的新蛋白質是如何發揮效用的。他們發現其中的兩種酶都能通過頂替大腸桿菌中缺失的酶的位置來使大腸桿菌存活下來，這種技術還促進了其他正常化學過程的進行。而且，我們甚至還有另一種功效更好的蛋白質。

這項研究的主要負責人Ann Donnelly說:「這種人造蛋白質——合成f4，實際上是一種酶。對我來說，這種酶誕生的那一天是一個令人難以置信的日子，沒有任何言語可以表達我的激動和振奮。」

最初，Donnelly注意到，在植入這種合成蛋白質後，細胞就突然能夠獲得鐵元素，這表明synf4是一種酶。在重複了幾次測試之後，她將這種酶帶到了本團隊的主要研究員邁克爾·赫克特的面前。

「生物學是一個由生化反應和催化劑構成的綜合系統，」赫克特說。「事實上，每一步的反應都有一種能對此反應產生催化的酶，否則生命將因為內部的反應過慢而消亡。酶是一種蛋白質、一種催化劑。它們是宇宙中最好的催化劑，數十億年的進化在漫長的時間中篩選出了最優秀的酶，它們可以將化學反應的速度提高許多數量級。「

儘管研究人員仍在研究創造生命的方法，但一種功能性的人造酶是發展真正合成生物學的至關重要的一步。這些生命產生的種種模式不僅能有效地幫助我們開發食物、燃料或藥物，還能幫助我們了解在其他情況下生命是如何產生的——比如外星生命。