特立独行的科学“狂人”克雷格·文特，首次创造出人工生命，其影响将不亚于当年克隆羊多利问世

　　《新世纪》周刊 记者 于达维

　　一位半路出家的越战老兵，竟然依靠计算机创造出新的生命。

　　他就是克雷格·文特(J. Craig Venter)。5月21日的美国《科学》杂志网络版发表了文特及其同事的惊人成果：在一个被掏空内核的细菌中，植入由人工合成的基因组，不久后，新的基因组取得了这个单细胞生物的控制权，从而形成了新的生命。

　　“当发现带有人工特征的细胞开始繁殖，我们欣喜若狂。”文特说，“它是一个活生生的物种，是这个星球上生命的一部分。”

　　中国科学院院士、深圳华大基因研究院理事长杨焕明用“借鸡生蛋”来形容这种创造新生命的方式。他对本刊记者表示，科学界此前有过类似尝试，而这个细菌完全可以独立生存，并且生长速度很快。“尽管是‘借鸡生蛋’，但所有蛋白质都变过来了，只是借用原来细胞中的细胞质。”

　　毫无疑问，从创造一个细胞，到创造一种我们熟知的动植物生命，依然非常遥远。这种以人工方式创造的新生命，在伦理和生物安全等方面也有很大争议和不确定性。

　　文特已经获得石油公司和制药公司几亿美元的支持。在不少人士看来，其研究成果完全可能引发一场新的工业革命。

　　5月27日，在美国国会举行的听证会上，民主党议员亨利·韦克斯曼(Henry Waxman)称，这意味着一个科学新时代的开端，同时也要避免研究成果被不负责任地使用。

　　“向一潭死水投巨石”

　　此前，文特曾经以一己之力，单挑由各国政府联合资助的庞大科学家团队，看谁首先破解人类基因组这部天书。如今，他又将计算机设计的生命蓝图变成现实，震撼了科学界的神经。

　　文特1946年生于摩门教总部所在地—美国犹他州盐湖城，但他的家庭被逐出教门。在这个美国最为循规蹈矩的城市中，文特从小就表现出特立独行的性格。

　　高中毕业后，文特加入美国海军陆战队，成为越南战场上美国海军医院的看护兵。他目睹美军在越南北部发起血腥攻势，而医院中伤兵的痛苦呻吟深深刺痛了曾经玩世不恭的他。

　　“越战彻底改变了他，”文特的前妻、分子生物学家克莱尔·弗雷泽(Claire Fraser)曾经说，“他从此明白，每一天每一分钟都必须过得有意义。”

　　回到美国后，文特先是在加州一所社区大学就读。六年后，他在加州大学圣迭戈分校取得生理学、药学的博士学位，到美国东部的纽约州立大学布法罗分校任教。

　　在布法罗期间，文特与第一任妻子、同门师姐芭芭拉(Barbara Joan Rea)离婚，迎娶了自己的学生克莱尔。这段婚姻一直维持到2005年。

　　1984年，他加入美国国家健康研究院(NIH)下属的神经病学研究所，负责寻找并破译人类脑细胞中某种接收肾上腺素的蛋白所包含的基因密码。

　　当时，还是分子生物学高速发展的早期，解码速度非常缓慢。1987年，文特读到一篇关于自动解码仪器的文章，很快成为这种仪器的最早拥有者之一，令自己的研究大大加快。

　　到1991年6月，文特已经识别出347个基因，而此前整个科学界的记录不过是2000个基因。但他的速度并未引来同行的赞许，因为其张扬的做派惹恼了很多人。

　　在一些科学家看来，文特的工作都是机器完成的，科学含量不高。诺贝尔奖获得者、号称“DNA之父”的詹姆斯·沃森(James Watson)曾经嘲讽说，文特的工作猴子都能做。

　　由于难以从政府申请到更多经费，文特与妻子一起离开政府研究机构，成立了自己的基因组研究所。在诺贝尔奖得主汉密尔顿·史密斯(Hamilton Smith)的帮助下，文特发明了一种读取基因序列更便捷的“散弹枪”技术。就连向来对文特不屑一顾的美国能源部和NIH最后也不得不承认，这项技术确实更胜一筹。

　　1998年，文特参与创办“赛莱拉”(Cerela)公司。文特宣称，将在2001年完成全部人类基因组密码的排序和组合工作，并且要为研究成果申请专利。

　　杨焕明对本刊记者表示，这是文特惹恼科学界的几件不那么漂亮的事情之一。因为如果申请了专利，就相当于对后来者关上大门。“他是主流中的另类，得罪人的事情做得比较多。”

　　文特此举实际上也是对所有使用政府经费的官方科学家的挑战，并促使欧美等国政府增加对人类基因组计划的投入，以避免赛莱拉公司可能造成的垄断。人类基因组计划负责人弗兰西斯·柯林斯(Francis Collins)后来承认，“文特向一潭死水里投了块巨石。”

　　2000年6月26日，时任美国总统克林顿宣布，由各国政府出资执行的“人类基因组计划”和文特完成了人类基因组排序草图。但业内人士心知肚明，官方科学家团队可以说是被文特一个人击败了。

　　2007年和2008年，文特两次被美国《时代》周刊选为全球最有影响力的100人之一。

　　“辛西娅”诞生

　　由于未能为人类基因组的解码成果申请专利，文特无法为塞莱拉创造价值，公司在股票市场上逐渐失宠，文特只好离开。

　　但从那以后，文特得到了金融界和产业界的青睐。在源源不断的资金支持下，他的胃口越来越大。

　　文特的一个计划是：利用人造微生物来生产氢燃料；或者让这些人造微生物从大气中吸收二氧化碳，以帮助应对气候变化。

　　这一计划听上去有些天方夜谭，但诺贝尔奖获得者史密斯是文特的坚定支持者。2005年6月，他们共同成立合成基因组(Synthetic)公司，致力于用人造微生物系统来生产清洁燃料和生化药物。

　　2009年7月，埃克森美孚石油公司也宣布一项高达6亿美元的合作计划，与文特的公司共同研发下一代生物燃料—制造一种可以吸收二氧化碳并将其转化为燃料的水藻。

　　而为了人工创造出细菌这种微生物，文特及其领导的克雷格·文特研究所的20来位科学家前后花费15年时间和4000万美元，才得以成功。

　　他们选取一种山羊蕈状支原体细菌，将它的染色体解码后，根据计算机程序，利用化学方法对其进行人工复制，而后将这条人造DNA放入另外一个被掏空内核的山羊支原体细菌内。几个小时之内，受体细菌内原有DNA的所有痕迹全部消失，人造细胞不断繁殖。新的生命诞生。

　　这次试验的成功之处，就在于让人工DNA占领一个没有遗传物质的细胞，然后利用细胞中的原料将这一细胞据为己有，成为一个新的生命。

　　文特给这个新生命起名为“辛西娅”(Synthia)。他说：“‘辛西娅’其实是一个人工合成的基因组，是第一个人工合成的细胞，也是第一种以计算机为父母的可以自我复制的生物。这基本上是一种信息处理过程的结果，我们的基因代码就是我们的软件。”

　　牛津大学的应用伦理学教授朱利安·萨乌雷斯古(Julian Savulescu)说：“文特正在朝着扮演上帝的方向前进—用人工的方法创造自然界从未存在过的生命。”

　　这一成果的推出，也说明人类已经具备根据自身意志设计生命的能力。美国哈佛大学医学院的诺贝尔奖获得者杰克·绍斯塔克(Jack Szostak)是人工生命领域的先驱之一。其研究小组的张胜龙博士对本刊记者表示，他们正研究如何在实验室再现地球上生命的起源，而生命的两个重要特征分别是，拥有可以与外界隔离又能够交换物质的细胞膜，以及可以储存和传递遗传特征的大分子。目前，科学家已经具备实现这两个条件的能力。

　　“人造生命”价值几何？

　　2007年，接受英国《新科学家》采访时，文特被问到一旦真的合成出细菌这类微生物，将会用来干什么。他回答说，今后20年，整个化学工业和大部分石油公司都要依靠合成基因组学，人类需要找到另一种方式把地球中的碳提取出来，将其燃烧，再把它释放回大气。

　　如今，人造细菌已经成为现实。文特说：“从理论上讲，我们可以改变生物的整个基因，去除不想要的功能，加入希望的功能，创造出新的适合工业化的有机体。在这项实验完成之前，以上设想都只是理论。”他预计，这项成果的价值超过万亿美元。

　　文特还与一家制药公司开始讨论，如何利用这一突破性的技术，帮助他们加快疫苗和药物的制造速度。

　　在5月27日的国会听证会上，这一突破引起了议员们的浓厚兴趣。共和党议员乔·巴顿(Joe Barton)开玩笑说，他乐于支持“可以使选民投票时偏向共和党”的合成基因组技术。此外，这位议员担心，新技术被用来制造人，而他喜欢的是造人的原始方式，“那样很好玩”。

　　文特的回答是，其研究团队目前只拿微生物做文章，根本没有能力、也不应该用这种技术去制造人。

　　他同时在听证会上透露，已经就此项研究申请了13项专利。

　　当然，文特也承认，这种技术有可能被滥用。他举例说，计算机和网络开始普及之后，计算机病毒就开始泛滥，黑客可以通过编制恶意程序来制造计算机病毒。而这种技术的成熟，完全可能导致生物黑客的兴起，一些人会利用这种技术来设计制造真正的病毒。

　　萨乌雷斯古说，虽然这种技术的前景还非常遥远，但却是真实和显而易见的，其危险性也同样真实和显而易见，因此需要制定新的安全标准，并防止这类技术被用于军事和恐怖主义。“它可以被用来制造最为恐怖的生物武器，对人类的挑战是，吃到苹果的时候别咬到虫子。”

　　目前，美国总统奥巴马已经敦促生物伦理委员会，“评估此项研究将给医学、环境、安全等领域带来的任何潜在影响、利益和风险”。

　　杨焕明则表示，“人造生命”的成功，将人们对生命的理解推进了一大步。人类已经从分子、细胞、组织、器官乃至生命水平的多个层次上，全面进入生物学的世纪，但中国在许多方面至今没有涉猎，应该赶上去。

　　他还表示，文特研究成果的重要性不亚于克隆羊多利，人类已经学会阅读基因组这本“天书”，现在已经到学会写作的时候——根据基因组序列测定的结果，重新设计基因组、细胞和生命。文特的成功等于是迈出第一步，“让我们听到了脚步声”。

　　魏刚

　　Synthia，若干年后，人类科技的里程碑上将铭刻这个名字，尽管它只是一个细胞。与千千万万细胞的区别不只是它上面留下了46名科学家的名字，以及 “生存”、“犯错”、“战胜”、“用生命创造生命”等评价——这是个人造的细胞。克雷格·文特尔，制造这个人造细胞的美国科学怪人，从此被称为“挑战上帝的人”。

　　自古以来，创造生命都是造物主的工作，不管是西方的上帝还是东方的女娲，作为大自然产品的人类也可以创造生命吗？这个看起来不可完成的任务，克雷格·文特尔做到了：4000万美元和15年的时间，克雷格·文特尔“扮演”了上帝的角色，让生物学进入了一个崭新的世界。相关研究成果已经发表在《科学》杂志上。

　　据英国《泰晤士报》报道，克雷格·文特尔及其实验团队选取一种名为丝状支原体丝状亚种的细菌，这种寄生在人体内却不引发疾病的细菌只有一条染色体，其中包含517个基因，是已知的基因组最小的生物。

　　科学家将它的染色体解码后利用化学方法重新排列DNA，并将重组后的DNA碎片放入酵母液中，令其慢慢地重新聚合。之后，再将人造DNA放入另外一个受体细菌中。通过生长和分离，受体细菌产生两个细胞，一个带有人造DNA，另外一个带有天然DNA。培养皿中的抗生素将带有天然DNA的细胞杀死，只留下人造细胞不断增生。几个小时之后，受体细菌内原有DNA的所有痕迹全部消失，人造细胞不断繁殖。新的生命就此诞生了！植入的DNA片段包含约850个基因。

　　“克隆技术使用的是自然界的细胞，细胞中的遗传物质DNA并没有改变，比如克隆羊、克隆兔，使用的还是羊、兔的细胞，克隆出来的生物与原来生物的遗传物质相同；而人造细胞，是将细胞中的遗传物质采用人工的方法进行合成，这样就可以根据人类的需要进行排序，制造出自然界中没有的生物。前一种是复制，后一种是合成。”中国科学院昆明动物研究所细胞与分子进化重点实验室主任宿兵告诉记者，

　　在宿兵看来，人造细胞制造成功让人类能够从生物学机制和进化的角度更好的理解基因组的关系，为以后打造人类需要的基因组打开了一扇窗口。

　　“这一技术将改变疾病的治疗方式。通过人造细胞技术制造出能够搭载药物的特殊细胞，将药物高效精准的直接送达病灶。而且还可以制造出专吃塑料的细菌，使原来不可降解的塑料被细菌吃掉，让这些白色污染消失。”

　　其实，克雷格·文特尔最早进行人造细胞技术研究的目的是应对能源危机。他曾经表示，该项目的目标之一是制造出一种合成微生物，用以吸取大气中的二氧化碳，排放出可以当作燃料用的甲烷，代替化石能源，阻止全球气候变暖。

　　克雷格·文特尔甚至认为，人造细胞还可以从根源上改变人类生病的基因，使人类远离癌症和各种疑难杂症。或许有一天，科学家可以把最优秀的基因组合在一起，制造出体力、智力、外表各方面都完美的人种，使人类不需要进化，就能实现自身的飞跃。

　　“这次制造人造细胞成功还不能说人类已经完全掌握了人造生命的方法。”中国社会科学院哲学研究所教授邱仁宗认为，“严格地说，人造生命意味着DNA、细胞质、细胞膜都是无机物合成的。但是这次的人造细胞实际是用一个细菌的DNA改造之后再植入的，只能说是把DNA片段重新组合，只是向人造生命迈出了一大步。”

　　对此，文特尔也解释说，他们的研究纯粹是基础性的，不是彻底人工制造一个全新的生物，而是对一种生命的改造。

　　更多的科学家担心人造生命技术会打开潘多拉的盒子，造成无法控制的风险。哈佛实践伦理学教授凯撒·列库斯就认为：“文特尔打开了人类历史的大门，将创造自然界中从来没有存在过的生命。但是，所要面对的风险也是从来没有过的。”

　　“这些担心不无道理。”邱仁宗认为，人造生命技术既然能够制造一个有利于人类的基因，也可以制造一个对人类有害的基因，比如能够吃塑料的细菌本身也会成为一种污染。自然的基因是几千万年进化来的，经过时间和空间的筛选，它的优势和缺陷已经为人类所了解；而人造基因由于没有经过大自然环境和时间的考验，会出什么问题，没有人知道，“对新事物首先要抱着欢迎的态度，然后努力把潜在的风险降到最低。对于人造生命技术，国际社会首先要评估它的风险，然后进行科学的监督管理。这种监督管理不单是政府的责任，科学家、赞助商、技术使用者、NGO组织等利益相关者都要参与进来。”据悉，目前，美国总统奥巴马已经敦促生物伦理委员会评估此研究将给医学、环境、安全等领域带来的潜在影响、利益和风险。

　　对于有人担心人造生命技术使人从事了上帝的工作，将制造信仰危机和伦理危机，邱仁宗认为，其实人类社会一直在做着改造自然，创造生命的尝试，比如骡子就是人类将马和驴驯化后，让二者杂交的产物。，此外，有的女性输卵管堵塞了，就去做试管婴儿，这也是辅助生殖。这次人造细胞只不过更进了一步。

　　该项目的成功让一些生物学界人士担心造成生物产业的垄断。但宿兵认为，文特尔的研究成果已经在公开场合发表，应该不会影响人造生命技术科研成果的共享。当然，这也要看他与合作公司的约定。

　　文特尔的成功也人们开始思索科学创新的环境。出生在盐湖城的文特尔早年不是个好学生，他也没有名校的出身。他的学术生涯是从加州一所社区大学开始的。

　　“文特尔也是搞人类基因组计划研究的，但是在20世纪80年代，他离开了美国政府资助的人类基因组计划，成立了一个私人资助的计划，与政府的研究计划直接竞争。正是这种不默守陈规的精神让他做出了惊人的成就。” 邱仁宗介绍说，“科学创新不一定非要科班出身，也不要讲门派，更不能有太多的束缚，适宜的科研环境是需要全社会一起努力创造的。”

　　克雷格·文特尔的“人造生命”撼动的已不只是科学界，更有美国的政治中心。

　　他挂帅的研究所宣布“人造生命”问世没几天，美国国会众议院能源和商务委员会即要求文特尔出席特别听证会。日前，文特尔来到华盛顿国会山，为其引发巨大的“伦理担忧”的人造生命研发作证。

　　科学家为研究成果上国会接受质询在美国罕见。

　　不仅如此，美国总统奥巴马在“人造生命”消息一出，即要求美国生物伦理委员会“督察此事”。显然完全预估到此事将掀起怎样轩然而复杂的波澜，奥巴马显得很讲究“进退有据”，奥巴马的指示是：“评估此研究将给医学、环境、安全等领域带来的任何潜在影响、利益和风险，并向联邦政府提出行动建议”。

　　而这些对文特尔来说，即使不算是纸船风波，但也绝不是骇浪惊涛；因为文特尔在美国生物学界就是以“坏小子”出名、踏着风浪过来的。

　　小时候对学习“根本不上心”

　　文特尔1946年出生在美国盐湖城。后来全家迁居到旧金山的郊外小城密尔布莱，文特尔就在那里长大。上高中的时候，文特尔差点因学习成绩不好退学。他整天不是追女孩就是去冲浪。文特尔的弟弟、在美国宇航局任设计师的基恩说：“他当时在学习上没什么动力，他对这些根本不上心。”

　　但文特尔后来却辩解说，他从小就得了一种罕见的“视觉记忆”缺损疾病，就是对不是亲眼所见的图象，大脑都不能留存记忆。“别人让我看张照片，再把照片藏起来让我回忆照片的样子，我死活记不起来，这对生活、特别是学习非常不利。”文特尔说。

　　中学毕业后，文特尔参加了海军医院兵团，接受了医护兵的训练，并被派往越南战场。有报道说越战对文特尔影响很大，使他意识到“生命的珍贵”。文特尔回国后就攻读圣迭戈大学的生物化学学士学位，几年后又获得生理学和药理学博士学位，从此走上了生物科技之路。

　　叫板基因研究的“联合国军团”

　　1990年，国际人类基因组计划启动，美、英、日、法、德及中国相继加入其中。该项目动用30亿美元巨资，计划在2005年完成全人类基因组的测序工作。但克雷格·文特尔却跳出来悍然挑战这个基因研究的“联合国军团”。

　　1998年，从风险投资公司拿了3亿多美元的文特尔组建了塞莱拉公司，此前文特尔一直在马里兰州一家国立卫生研究院工作。文特尔宣称：塞莱拉将在3年内完成人类基因组的序列测定。文特尔毫不掩饰他的目的：抢先完成人类基因组测序，将人类基因组图谱申请专利。

　　各国科学家都觉得文特尔狂到有点“疯”。但其实文特尔是有备而来。因为他在卫生研究院工作时，已自己研发出独特、快速的基因测序方法——文特尔将其称为“霰弹枪式测序法”。

　　这个方法是把一个细胞的所有基因粉碎成无数DNA小片段，供测序机“破译”。计算机处理由此生产的琐碎数据，并把密码拼接成基因组序列。这种方法和当时各国所用的“快速标签测序法”的不同之处，就在于把巨量工作交给计算机，从而极大地提高了基因测序速度。

　　为阻止人类基因组专利落入危险的文特尔“个人私有”境地，2000年3月，当时的美国总统克林顿和英国首相布莱尔联合发表声明，宣布美英将支持把基因组数据向全世界“免费公开”。而“联合国军团”也被迫与文特尔的团队比“时速”，不断调整、加快基因组测序步伐。最后的结果是，经过复杂的谈判和克林顿的亲自协调，实行“公”、“私”两大团队合营。

　　同年6月26日，克林顿在白宫向世界宣布“人类基因组草图”完成。文特尔站在克林顿的一侧，从此“天下谁人不识君”。

　　万亿美元的“远大目标”

　　人造生命“辛西娅”的问世现在又一次使文特尔立于全球目光的聚焦点。而文特尔告诉世人：他有着“更为远大的目标”。

　　文特尔自信地表示：“人造生命”的技术价值“超过万亿美元”，将成为非常强大有用的生物学工具。推出由人工基因与自然细胞合成的“辛西娅”仅仅是一个更宏大工程的一小步，未来他们可以根据客户需求提供“订制”的有机物。

　　文特尔从不掩饰他科研工作的“商业指向”。当初因为人类基因组图谱“专利计划”落空，不但令他自己钱包大损，甚至后来还被塞莱拉的董事们踢出公司，当时文特尔情绪低落到选择逃到他那艘95英尺长的新游艇“魔法师二号”去自我疗伤。但这一次文特尔应该不再失手了，“人造生命”成果由文特尔自己的研究所一手掌控。

　　据美国媒体报道，文特尔已经和石油巨头埃克森美孚达成协议，要制造可以吸收二氧化碳并将其转化为燃料的水藻——一种能赚大钱的有机物。本报记者 潘虹