第二十一章 分子机器即将诞生 (第1/3页)

    “像组装电路一样组装生命”,只是合成生物学研究思路的形象比喻。(飞速小说网 www／feisuxs.com)合成生物学是建立在基因组学、生物信息学、系统生物学等学科基础之上的现代生物科学,在它的发展过程中借鉴了电子工程的研究思路,如生命的遗传物质na,可以看作生命体的软件,生物膜等细胞器可以看作生命体的硬件。可以仿照计算机编程的方法,通过操作na来控制生命的遗传性状。也可以仿照利用电子原件组装计算机的方法,使用可以替换的生物砖bio－brick组装生命。

    但是,实际上细胞内部基因的表达调控、代谢网络如同蜘蛛网一样繁杂精细,往往是牵一发而动全身。功能基因的表达远不像电路板上晶体管开关那样的简单,细胞代谢网络的复杂程度也非电路板可比。正因如此,即便,生命科学高度发达的今天,使用已经精简的“最小基因组”,移植到掏空遗传物质的支原体体内,实验进展也不是一帆风顺。在后基因组时代,基因测序和na合成成本已经低廉,所以,一直到组装细菌人工染色体都没有问题。问题就是出在,正确的na序列植入到“空宿主”体内后却不正常工作。这一问题,最终通过“甲基化修饰”得以成功。甲基化就是有保护基因序列的功能，这种序列正确的na组装成结构正确的染色体,在胞内发生沉默,其实已经涉及到表观遗传学、系统生物学的研究内容。此外,外源基因的插入表达,还会造成细胞原有代谢途径的改变,等等。创造人工生命远不像拼接电路、垒积木那样简单。这也正是人类基因组破译十年后,其研究成果不能直接应用于医疗的原因。

    从科学的意义上说,人工生命的诞生,标志着合成生物学已经可以简单地改造生命。人类从读取基因序列跃升至编码基因的阶段。但合成生物学远没有发展到可以任意创造生命的程度。合成生物学的进一步应用还有赖于系统生物学的长足发展。“任意创造生命”既不是目前合成生物学发展程度所能企及的,也不是发展该学科的最终意义。科学家真正关心的是,如何利用改造的生命体为人类服务。

    早在上世纪七十年代,生物学家就可以利用“na重组技术”,将长链na切割成有功能的基因片段,并把它在模式菌株中表达。如今,无论是原核生物、真核生物都可以高效地表达异

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