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生命自己的生命(上)當(dāng)Jay Keasling在大約10年前第一次聽到”青蒿素”這個(gè)詞的時(shí)候，他完全不知道這是什么玩意兒。 “毫無(wú)頭緒?！?Keasling，這位來(lái)自伯克利加州大學(xué)的生化工程學(xué)教授如此回憶道。盡管青蒿素已經(jīng)成為了世界上最重要的治療瘧疾的藥物，Keasling并不是傳染病方面的專家。但他非常湊巧的參與了一門新學(xué)科的創(chuàng)造過(guò)程：合成生物學(xué)結(jié)合了工程學(xué)，化學(xué)，計(jì)算機(jī)以及分子生物學(xué)一門致力于集合必要的生物工具來(lái)重新設(shè)計(jì)這個(gè)大千世界的新興學(xué)科?？茖W(xué)家們熟練操控基因的時(shí)間已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)幾十年了；在各種各樣的微生物中插入，剔除又或者改變基因，已經(jīng)是萬(wàn)千實(shí)驗(yàn)室中的常規(guī)操作了。Keasling和他那些來(lái)自全世界并且數(shù)量急速增加的同事們卻有著一些更加激進(jìn)的念頭。他們嘗試著利用基因的序列信息和人工合成DNA，去改裝細(xì)胞的新陳代謝路徑從而使得細(xì)胞具有全新的功能，例如生產(chǎn)化學(xué)物質(zhì)和藥品。他們的最終目標(biāo)是嘗試從無(wú)到有地構(gòu)建基因以及新的生命形式。Keasling和其他人所做的是整合那些用以鑄造新系統(tǒng)的生物因子來(lái)自麻省理工學(xué)院并且參與創(chuàng)立這個(gè)領(lǐng)域的資深科學(xué)研究者Tom Knight將它命名為“生物磚石”。每一塊生物磚石都由標(biāo)準(zhǔn)化的DNA片段組成，可以被用于創(chuàng)造或修改細(xì)胞?！叭绻愕挠脖P掛了，你可以去最近的一家電腦用品商店，買一個(gè)新的然后換上，”Keasling說(shuō)，“因?yàn)樗且粋€(gè)按照標(biāo)準(zhǔn)而制作的機(jī)器部件。整個(gè)電子行業(yè)都以即插即用為宗旨。拿到一個(gè)晶體管，把它插進(jìn)對(duì)應(yīng)位置，大功告成。在一部手機(jī)或者筆記本電腦中可以用的零部件，在另一臺(tái)中照樣可以用。這個(gè)原理也同樣適用于幾乎所有的東西：當(dāng)你去Home Depot（家得寶）買東西的時(shí)候，你不用考慮你買的那把螺栓的螺紋尺寸，因?yàn)樗鼈內(nèi)前凑战y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)制作的。為什么我們不以同樣的方式應(yīng)用生物學(xué)呢？”Keasling和這個(gè)領(lǐng)域中其他人的工作地點(diǎn)，分屬于舊金山海灣地區(qū)和麻省劍橋市，地跨北美兩端（或者說(shuō)“Keasling和這個(gè)領(lǐng)域中其他人的工作地點(diǎn)，分屬于美國(guó)東西海岸的舊金山海灣地區(qū)和麻省劍橋市”）這些人視細(xì)胞為硬件，基因編碼為軟件，努力令這個(gè)新系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)。合成生物學(xué)家相信，只要有足夠的知識(shí)信息，他們可以寫出控制基因組件的程序使他們不僅可以改變自然，甚至可以引導(dǎo)人類演化的過(guò)程。從來(lái)沒有任何科學(xué)成就許下這樣不可思議的承諾，也沒有哪個(gè)科學(xué)成就曾背負(fù)著如此巨大的風(fēng)險(xiǎn)，或者有著如此清晰的被蓄意濫用的可能性。新技術(shù)所帶來(lái)的好處從轉(zhuǎn)基因食品到藥物學(xué)奇跡經(jīng)常會(huì)被夸大其詞。但如果合成生物學(xué)成功了，他們將把特化的分子轉(zhuǎn)化為可以自給自足的微型工廠，制造出便宜的藥物，干凈的能源，還可以造出新型生物，幫我們吸走大氣中多余二氧化碳。2000年，Keasling致力于尋找一種可以展現(xiàn)合成生物學(xué)工具作用的化學(xué)物質(zhì)。他把目光投向了一類叫做類異戊二烯的有機(jī)分子，這類物質(zhì)與和多種植物的香味、口味甚至顏色都息息相關(guān)，例如桉樹，姜，肉桂，還有向日葵的黃色和番茄的紅色?！坝幸惶煲粋€(gè)研究生過(guò)來(lái)跟我說(shuō)，看看這篇論文，是有關(guān)青蒿酸（青蒿素前體）合酶的，”Keasling告訴我說(shuō)，那時(shí)我們正在他位于Emeryville的辦公室，與舊金山隔了海灣大橋遙遙相望。他剛剛被任命為能源部新設(shè)立的聯(lián)合生物能源研究所CEO，這個(gè)研究所是三個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和三個(gè)大學(xué)聯(lián)合研究的一部分，以Lawrence Berkeley國(guó)家實(shí)驗(yàn)室為首。這個(gè)聯(lián)合組織的首要目標(biāo)就是設(shè)計(jì)并且生產(chǎn)一種排放很少或者不排放溫室氣體的新型人造能源，這也是Obama總統(tǒng)最常提到的需要優(yōu)先解決的問(wèn)題。Keasling不知道應(yīng)該怎樣回答他的學(xué)生?！扒噍锼?，我說(shuō)，那是什么？他告訴我那是青蒿素的前體，而青蒿素是一種有效的抗瘧疾藥。我從來(lái)沒有研究過(guò)瘧疾。但是我做了簡(jiǎn)要的調(diào)查，很快意識(shí)到這個(gè)前體同我們計(jì)劃研究的東西同屬一類。我想，青蒿酸也是一個(gè)不錯(cuò)的研究對(duì)象。讓我們行動(dòng)吧?！悲懠裁磕甏蠹s會(huì)感染5億世界上最貧困的人，并且致使其中多達(dá)100萬(wàn)人喪生，喪生者多數(shù)是5歲以下的兒童。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)的治療方法是使用奎寧，或者是其衍生物氯喹。由于氯喹每劑量只需10美分，便宜又簡(jiǎn)單易合成，它拯救了數(shù)以百萬(wàn)的生命。但是到了90年代早期，最致命的傳播瘧疾的寄生蟲Plasmodium falciparum（鐮狀瘧原蟲）對(duì)這種藥產(chǎn)生了抗藥性。更糟糕的是，候補(bǔ)的治療藥，乙酰嘧啶磺胺多辛，或簡(jiǎn)稱SP，也大規(guī)模地失效了。青蒿素與其他藥物的聯(lián)合使用，就成為了唯一一種始終有效的治療方法。（對(duì)于某一種藥物的依賴會(huì)增加瘧原蟲產(chǎn)生抗藥性的幾率。）在西方被稱為黃花蒿或者甜艾的這種草藥，含有青蒿酸，在很多地方大面積的生長(zhǎng)，但是供應(yīng)量卻在各地差異很大，當(dāng)然，差異很大的還有價(jià)格。對(duì)青蒿素的嚴(yán)重依賴，盡管是逼不得已，卻帶來(lái)了嚴(yán)重的后果：聯(lián)合治療法的成本高達(dá)氯喹的十到二十倍，并且盡管國(guó)際慈善組織給予越來(lái)越多的支持和幫助，這筆錢對(duì)于大多數(shù)非洲國(guó)家來(lái)說(shuō)依然是天文數(shù)字。青蒿素的獲得過(guò)程并不簡(jiǎn)單。黃花蒿一旦收獲，葉與莖都必須要盡快處理，不然在紫外線的照射下有效成分會(huì)很快被破壞。產(chǎn)量低，成本高。盡管幾千名亞洲和非洲的農(nóng)民已經(jīng)開始種植這種植物，世界衛(wèi)生組織（WHO）預(yù)測(cè)未來(lái)幾年內(nèi)的年需求量每年多達(dá)5億個(gè)療程將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)供應(yīng)量。如果這些供應(yīng)被切斷，后果將是無(wú)法預(yù)料的?！皼]有青蒿素，我們的治療水平將倒退至少幾年，甚至幾十年，”Kent Campbell，疾病控制與防治中心瘧疾部的前負(fù)責(zé)人以及非贏利性醫(yī)療機(jī)構(gòu)PATH瘧疾控制項(xiàng)目的現(xiàn)任負(fù)責(zé)人如是說(shuō)?！澳憧梢噪S便設(shè)想出一些理論上的世界性公共醫(yī)療災(zāi)難。但這一次不是理論上的了，而是真實(shí)的。沒有了青蒿素，數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的人將死去?！盞easling意識(shí)到如果合理利用合成生物學(xué)的工具，就可以完全不受自然條件控制，提供一個(gè)充足的新的青蒿素來(lái)源。如果每一個(gè)細(xì)胞都變成了它自己的小工廠，生產(chǎn)出制作藥物所需的化學(xué)物質(zhì)，那么就不再需要繁復(fù)且成本很高的生產(chǎn)過(guò)程了。為什么不試著由基因片段出發(fā)，構(gòu)造一個(gè)細(xì)胞去生產(chǎn)青蒿酸呢？Keasling和他的團(tuán)隊(duì)需要拆開一些不同的生物，然后將幾十種基因的一小部分分別拿出來(lái)，拼湊成為特定目標(biāo)量身訂做的DNA包裹。之后他們需要構(gòu)建一個(gè)新的新陳代謝通路，使得細(xì)胞可以利用化學(xué)通路完成自己的任務(wù)一個(gè)在自然界中不存在的任務(wù)?！拔覀冋J(rèn)為人類歷史已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)階段一個(gè)我們不必再被動(dòng)的接受自然所給與的東西，”他這樣對(duì)我說(shuō)。2003年，這個(gè)團(tuán)隊(duì)公布了他們的第一次成功經(jīng)驗(yàn)，他們?cè)谧匀簧锛夹g(shù)（Nature Biotechnology）雜志上發(fā)表論文，描述科學(xué)家們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)將三種不同生物的基因插入大腸桿菌（世界上最常見的細(xì)菌之一）中，從而創(chuàng)造了新的路徑。這個(gè)研究幫助Keasling從Bill and Melinda Gates基金會(huì)拿到了一筆高達(dá)四千兩百六十萬(wàn)美金的研究資金。Keasling感興趣的并非簡(jiǎn)單證明這門科學(xué)確實(shí)行得通；他希望將這門科學(xué)大規(guī)模應(yīng)用以抗擊瘧疾。“生產(chǎn)幾毫克青蒿素好比是變一個(gè)干凈利落的科學(xué)戲法，”他說(shuō)?！暗侨绻覀兯茏龅闹皇窃贐erkeley的實(shí)驗(yàn)室里做一個(gè)精彩的實(shí)驗(yàn)，那么對(duì)于非洲的人們沒有任何用處。我們需要把它變成工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)過(guò)程?！币芽茖W(xué)變成產(chǎn)品，Keasling協(xié)助建立了一個(gè)新公司，Amyris生物技術(shù)公司，進(jìn)一步完善最初改造出的微生物，并且找到更具有效率的生產(chǎn)方法。10年之內(nèi)，Amyris已經(jīng)將每個(gè)細(xì)胞可以生產(chǎn)的青蒿酸的量提高了100萬(wàn)倍，使得每一劑量的藥品成本從10美元下降到了不到1美元。Amyris隨后和舊金山的一家非營(yíng)利性藥品生產(chǎn)商美國(guó)人類健康研究所（Institue for OneWorld Health）合并，2008年他們跟一家巴黎的藥品公司Sanofi-Aventis簽署了一份協(xié)議來(lái)生產(chǎn)這種藥，并且希望可以于2012年以前上市?？茖W(xué)界對(duì)此滿懷敬意他們的青蒿素被視為合成生物學(xué)第一個(gè)真正意義上的產(chǎn)品，證明了我們不需要仰自然之鼻息才能化解迫在眉睫的世界危機(jī)。但是也有一些人擔(dān)心合成青蒿素將帶給數(shù)千個(gè)已經(jīng)開始種植甜艾的農(nóng)民帶來(lái)什么影響?！叭绻鸆alifornia實(shí)驗(yàn)室里的培養(yǎng)桶替代了農(nóng)場(chǎng)，那些辛苦勞作在亞洲和東非的農(nóng)民要怎么辦？”Jim Thomas，ETC小組（加拿大的一個(gè)科技監(jiān)督團(tuán)體）的一位研究者發(fā)出了這樣的疑問(wèn)。Thomas指出，對(duì)這種從如此根本的層面改變自然的行為，一直以來(lái)很少人有談?wù)撈渌鶐?lái)的倫理和文化沖擊?！翱茖W(xué)家們?cè)谥圃鞆奈创嬖谶^(guò)的DNA序列，”Thomas說(shuō)，“所以它們不存在比照物。因此沒有一個(gè)達(dá)成共識(shí)的安全體制，沒有政策約束?！盞easling也相信國(guó)家需要考慮這項(xiàng)技術(shù)的潛在影響，但他很疑惑，為何有人反對(duì)這種即將成為世界上最穩(wěn)定最便宜的青蒿素來(lái)源的技術(shù)?！叭绻覀兗僭O(shè)，現(xiàn)在面臨危機(jī)的不是青蒿素而是抗癌藥物，”他說(shuō)，“并且整個(gè)西方世界都只能依靠中國(guó)和非洲的農(nóng)民，我們甚至不確定他們是否將繼續(xù)種植這些作物。同時(shí)很多的美國(guó)孩子都因此死去?？纯催@樣的世界，看你敢不敢告訴我我們不應(yīng)該發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)。絕不是那些離瘧疾如此之近的非洲人民在說(shuō)停止這項(xiàng)技術(shù)吧！”青蒿素還只是第一步，Keasling希望可以有更大規(guī)模的項(xiàng)目?！拔覀儜?yīng)該能夠在微生物中合成任何一種我們想要的植物成分，”他說(shuō)，“我們應(yīng)當(dāng)掌握所有的代謝途徑。如果你需要這種藥物：好的，我們提取這個(gè)部分，這一段。把它們放進(jìn)微生物中，兩個(gè)星期以后就可以得到你想要的產(chǎn)物?！盇myris公司在發(fā)展新能源的時(shí)候就是這樣做的?！扒噍锼厥且环N烴類，我們構(gòu)建了一個(gè)微生物的平臺(tái)用以生產(chǎn)它，”Keasling說(shuō)。“我們可以去掉一些基因然后放入一個(gè)不同的基因，青蒿素就變成了生物燃料?！盇myris在John Melo（一位曾就職于英國(guó)石油公司的資深執(zhí)行官）的帶領(lǐng)下，已經(jīng)制造出了三種可以把糖類轉(zhuǎn)化為燃料的微生物?！拔覀冞€有很多東西需要去學(xué)習(xí)，還有很多問(wèn)題亟待解決，”Keasling說(shuō)?！拔曳浅Ｃ靼走@讓許多人焦慮擔(dān)憂，也明白其中的原因。任何一種如此強(qiáng)大的新生事物，都意味著麻煩。但我不認(rèn)為泥足于過(guò)去就可以給我們未來(lái)想要的答案。”在最初的40億年間，地球上的生命是完全按照自然的好惡成形的。在選擇與幾率事件的推動(dòng)下，最高效的基因被保留下來(lái)，演化的過(guò)程使得他們得以繁衍欣欣向榮。漫長(zhǎng)卻絢麗的達(dá)爾文演化過(guò)程在不斷的嘗試與錯(cuò)誤、掙扎與生存中緩緩前進(jìn)，持續(xù)了千萬(wàn)年之久。然后在大約一萬(wàn)年以前，我們的祖先開始聚集為村莊，種植農(nóng)作物，蓄養(yǎng)動(dòng)物。石斧與織布機(jī)逐漸出現(xiàn)，并且?guī)椭藗兎N出更好的莊稼，帶來(lái)更豐富的食物來(lái)源，從而可以養(yǎng)活更多人。羊豬等家畜的繁殖逐漸讓位于金屬的冶煉和機(jī)器的制造。縱觀整個(gè)過(guò)程，新生事物總是以其特有的力量橫空出世，伴隨著其他事物的黯淡失勢(shì)。到21世紀(jì)初，我們用分子生物學(xué)改造生命最小組成部分的能力已經(jīng)如此之強(qiáng)，即便是對(duì)這種能力運(yùn)用得最嫻熟的人，也不敢聲稱自己完全了解這種力量。人類對(duì)于自然的掌控力已經(jīng)在幾個(gè)世紀(jì)前被預(yù)言Bacon（培根）堅(jiān)持相信這種控制力，而Black（布雷克，我想此處作者應(yīng)是指William Blake，1757-1827，英國(guó)著名詩(shī)人，畫家和雕塑家譯注）則表現(xiàn)出深深的畏懼?？墒菑拿系聽枺℅regor Mendel，遺傳學(xué)先驅(qū)）揭示出豌豆植株的遺傳特征包括植物的形狀、大小還有種子的顏色等等，以及它們一代一代的傳承方式，從此使得這些特征可以被預(yù)測(cè)，被重復(fù)，被寫入遺傳定律，到現(xiàn)在僅有100年出頭。從那時(shí)開始，生物學(xué)的核心工作就變成了破譯密碼，并且學(xué)習(xí)解讀密碼從而了解DNA到底是如何創(chuàng)造和延續(xù)生命的。生理學(xué)家Jacque Loeb把生命的人工合成看做是生物學(xué)的目標(biāo)。1912年，近代生物化學(xué)的奠基者之一Loeb，在文章中寫到?jīng)]有任何證據(jù)表示“人工制作活體物質(zhì)在科學(xué)范圍內(nèi)不具備可能性，”并且聲稱，“我們要么成功完成生命物質(zhì)的人工合成，要么必須找到行不通的原因。”1946年，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者遺傳學(xué)家Hermann J. Muller曾經(jīng)做出過(guò)此類嘗試。他通過(guò)展示活體細(xì)胞的基因和染色體可以在X光的照射下發(fā)生變異，第一次證明了遺傳原來(lái)可以被自然選擇以外的其他因素所影響。但是他不確定人們是不是可以有責(zé)任感地利用這個(gè)信息。“如果我們掌握了這種知識(shí)和力量，毫無(wú)疑問(wèn)最終我們一定會(huì)使用它，”Muller說(shuō)?！叭祟愂莿?dòng)物中最為狂妄自大的他們看到高山就會(huì)努力建造出像高山一樣的金字塔，如果他們看到演化這樣一個(gè)偉大的進(jìn)程，并且認(rèn)為自己完全夠格加入這種大自然的游戲，他們就會(huì)帶著輕蔑不遺余力去嘗試?！鄙镅莼碚摻忉屨f(shuō)地球上的每一個(gè)物種都同其他物種有著某種聯(lián)系；更重要的是，我們每個(gè)人的身體里都遺有歷史的記錄。1953年，詹姆斯 沃森（James Watson）和弗朗西斯 克里克（Francis Crick）通過(guò)揭示DNA的自身結(jié)構(gòu)，使得解讀這種歷史記錄成為了可能。這種語(yǔ)言只有4個(gè)化學(xué)字母腺嘌呤，胞嘧啶，鳥嘌呤和胸腺嘧啶以龐大的核苷酸鏈為形式。當(dāng)它們被結(jié)合在一起，其序列就可以決定人類為何各有各樣，并且與其他的生物也迥異不同。到20世紀(jì)70年代，DNA重組技術(shù)已經(jīng)使得科學(xué)家可以把長(zhǎng)長(zhǎng)的不便于使用的核酸分子切成易于使用的基因片段并且把他們粘貼進(jìn)其他細(xì)胞當(dāng)中。突然之間，研究者們居然可以將兩種在自然中絕不可能相交的生物的基因連接在一起。盡管這種技術(shù)前景廣闊，但它們又使得科學(xué)家們可以將病毒以及造成癌癥的微生物，從一個(gè)生物中轉(zhuǎn)移到另一個(gè)生物中。這會(huì)造出沒人可以預(yù)料到的新疾病，并且相應(yīng)的沒有任何天然的防御措施，治療方法或者治愈的把握。1975年，世界各地的科學(xué)家們聚集到了位于北加利福尼亞州Asilomar會(huì)議中心，商討這項(xiàng)新技術(shù)所可能帶來(lái)的危機(jī)與挑戰(zhàn)。他們的目光主要集中在實(shí)驗(yàn)安全和環(huán)境安全，并得出結(jié)論這個(gè)新領(lǐng)域需要一些規(guī)章制度。（并沒有任何真正關(guān)于蓄意濫用的討論因?yàn)樵谀莻€(gè)時(shí)候，還沒有看到有討論它的需要。）當(dāng)回憶起30年前的事情，當(dāng)時(shí)的會(huì)議組織者之一，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Paul Berg寫道，“這次獨(dú)一無(wú)二的會(huì)議，開創(chuàng)了一個(gè)史無(wú)前例的時(shí)代，對(duì)科學(xué)而言如此，對(duì)科學(xué)政策的公開討論亦如此。它的成功令在當(dāng)時(shí)充滿爭(zhēng)議的DNA重組技術(shù)得以蓬勃發(fā)展?，F(xiàn)在DNA重組技術(shù)在生物研究中占有重要地位。它既是問(wèn)題的源泉，又是開啟答案的鑰匙。”DNA解碼工作曾經(jīng)單調(diào)而冗長(zhǎng)。一個(gè)科學(xué)家用整整一年，可能成果只有10或12個(gè)堿基對(duì)長(zhǎng)度的片段。（我們的DNA由30億對(duì)這樣的堿基對(duì)組成。）到上個(gè)世紀(jì)80年代末，自動(dòng)測(cè)序機(jī)大大簡(jiǎn)化了這個(gè)過(guò)程，而今天的儀器可以在幾秒內(nèi)就處理完信息。另一種新的工具聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）最終將數(shù)字世界與生物世界真正結(jié)合在了一起?？茖W(xué)家可以使用PCR選擇一個(gè)DNA分子并復(fù)制很多次，使之更容易操控和測(cè)序。這使得細(xì)胞對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，變成了裝載著以最簡(jiǎn)明方式排列的數(shù)字信息的復(fù)雜包裹。研究者們用這些技術(shù)，讓塔斯馬尼亞虎這種世界上最大的有袋食肉類動(dòng)物，同時(shí)也是已經(jīng)在70年前滅絕的動(dòng)物的DNA復(fù)活了。2008年在墨爾本，來(lái)自墨爾本大學(xué)和位于美國(guó)休斯敦德克薩斯大學(xué)M.D.癌癥中心的科學(xué)家們從一個(gè)保存于維多利亞博物館的組織中提取出了DNA。他們將老虎體內(nèi)負(fù)責(zé)編碼膠原蛋白的基因片段提取出來(lái)并放入老鼠胚胎中。這些DNA啟動(dòng)了對(duì)應(yīng)的基因，老鼠胚胎開始產(chǎn)出膠原蛋白。這標(biāo)志著第一次成功讓已滅絕生物的組織（病毒除外）在另一種生物體內(nèi)正常運(yùn)作。這絕對(duì)不是最后一次。一個(gè)來(lái)自賓夕法尼亞大學(xué)的小組一直致力于研究?jī)芍婚L(zhǎng)毛猛犸的毛發(fā)樣本兩只猛犸一頭六萬(wàn)歲，一頭八萬(wàn)歲他們給出了一種嘗試性的方案，來(lái)修改猛犸的DNA然后放入大象的卵子中。這樣猛犸就可以被象媽媽生出來(lái)了?！昂翢o(wú)疑問(wèn)看到一頭活的，會(huì)呼吸的長(zhǎng)毛猛犸多么令人雀躍一個(gè)長(zhǎng)滿粗毛，長(zhǎng)牙卷曲，令我們想到又大又圓的毛絨玩具，而不是嚇人的霸王龍，”Times在得知這個(gè)發(fā)現(xiàn)后不久如是評(píng)論。“我們只是不確定猛犸是否也像我們一樣開心。”不過(guò)最終極的目標(biāo)是創(chuàng)造出一個(gè)僅由化學(xué)物質(zhì)和DNA藍(lán)圖構(gòu)成的合成生物。在90年代中期，在基因研究所（the Institute ofr Genomic Research）工作的Craig Venter，和他的同事Clyde Hutchison以及Hamilton Smith開始思考他們能否將生命還原至它們最基本的組成部分，然后用這些基因重新造出這樣的一個(gè)生物。他們開始修改一種叫做生殖道微漿菌（Mycoplasma genitalium）的小細(xì)菌的基因組，其中包含482個(gè)基因（人類有大約兩萬(wàn)三千個(gè)基因）和58萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，它們都排列在一個(gè)環(huán)形的染色體上這是已知實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出的最小的染色體。之后Venter和他的同事將染色體上的基因一個(gè)一個(gè)去掉，試圖找到可以維持其生命活性的最小基因組合。Venter把這個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做最小化基因組工程。到2008年初，他的小組已經(jīng)制作出了數(shù)以千計(jì)的化學(xué)合成DNA片段，并把它們組裝成了一個(gè)新版本的生物體。然后他們完全擺脫mycoplasma genitalium的基因組，僅用化學(xué)物質(zhì)制造出了產(chǎn)物。“我們?cè)谶@里所使用的方法，都不僅僅局限于合成DNA，”Venter在他那篇后來(lái)發(fā)表在Science上的工作報(bào)告里如此記錄?！耙宰约合胍捻樞蚪M裝出任意組合的人工或天然DNA，應(yīng)該是可以實(shí)現(xiàn)的。”這也許是科學(xué)發(fā)展史上最輕描淡寫的表述之一。接下來(lái)，Venter嘗試把人造染色體作為一個(gè)“啟動(dòng)裝置”植入另一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞壁中，因此而產(chǎn)生了一種可以自行復(fù)制DNA的新的生命形式第一個(gè)真正意義上的人造生物體。（積極分子們已經(jīng)將這個(gè)新生命體命名為Synthia。）Venter希望Synthia以及類似的產(chǎn)品可以在將來(lái)成為運(yùn)載不同基因包裹的容器。比如說(shuō)，一個(gè)包裹也許可以生產(chǎn)出一種特定的藥品，而另一個(gè)包裹里的基因是為消耗大氣中的二氧化碳而設(shè)計(jì)的。200