史上首個人工細胞誕生可用作清理油污 生產疫苗

史上首個人工細胞誕生
可用作清理油污 生產疫苗

人類創造人工生命的大門,終於打開。美國科學家宣佈在研製人造生命取得突破,成功製造出世界首個合成細胞,將實驗室全人工合成的細菌脫氧核糖核酸(DNA),移植進另一細胞「借屍還魂」。科學家指踏出這一步後,人類他日可設計和製造有特別用途的生物,開拓新世界造福人群,但亦有人擔心會製造出科學怪人般的人造生物。

「我們進入了一個新時代,一個想像有多大、極限就有多大的年代。」破譯人類基因組圖譜先驅文特爾(J.CraigVenter),前天(周四)宣佈這震動科學界的突破:「這是首個人造的合成細胞,而地球上首個會自我複製的物種的父母,就是電腦。」

移植合成基因組作分裂

文特爾的研究小組花了15年和耗資4,000萬美元(3.12億港元)才取得今次科學突破。他們之前成功將天然的細菌基因組,移植進另一細胞「鵲巢鳩佔」,又曾人工合成細菌的整個基因組,他們在新實驗將這兩項成果二合為一。
這人造生命的藍本,是一種常令山羊受感染的黴漿菌(Mycoplasma),只有一條染色體,共850個基因,比人類的20,000個基因簡單得多。研究員根據電腦儲存的細菌基因組圖譜,用四樽DNA四大鹼基化合物和化學合成器,將細菌的108萬對鹼基對逐一合成,組成DNA和基因組。
研究員跟着將合成基因組,移植進另一近親品種黴漿菌的細胞內,等待這合成細胞分裂。他們此時遇上波折,細胞完全沒有動靜,經三個月全面覆核才發現原來其中一個基因編碼出錯,更正後細胞終於動了,受體細胞開始製造植入者的蛋白質,並分裂繁衍,文特爾稱呼新細菌為「合成菌」(Synthia)。
文特爾以電腦作比喻,指合成DNA本身就像軟件程式那樣,本身不會做何事,但載入到另一細胞後,就可將細胞變成另一物種。他說這只屬一小步,卻很重要:「我們所製造的不是萬能的神奇細胞,而是證明概念可行,證明這概念不是猜想和科幻。這帶領我們越過邊界,跨進一個新世界。」
文特爾的新世界和終極目標,就是設計一種加入了合成DNA的,並利用這些「細菌工廠」,生產有特別用途的人工生物。他最想製造的,是可製造潔淨生物燃料的細菌,以及可從大氣吸走二氧化碳以減全球暖化的細菌,還有可吸收油污的微生物,或者可大量製造禽流感疫苗等藥物的微生物。
他強調這是劃時代的突破:「這在科學和哲學上,都是很重要的一步。它改變了我對生命的定義,以及生命是如何運轉的看法。」
美聯社/路透社

如何製造人工細胞

1)將感染山羊(小圖)的黴漿菌整個基因組破譯,把DNA編碼存入電腦

2)在實驗室準備四樽化合物,分別是ATGC這四種DNA鹼基

3)化學合成器根據電腦儲存的DNA圖譜排序,將代表不同DNA編碼的鹼基放進酵母縫合,人工合成原來的DNA

4)人工DNA移植進受體細菌內,生長分裂成兩個子細胞,一個有人工DNA,另一個有天然DNA

5)培養皿內的抗生素,殺死有天然DNA的細菌,剩下有人工DNA的細菌滋生繁殖

6)幾小時繁殖後,受體細菌所有殘迹都消失,全換上人工DNA細菌的特徵,新細菌稱之為「合成菌」

7)科學家希望用這方法製造有特別設計的人工微生物,用途包括生產潔淨生物燃料、從大氣吸走二氧化碳、吸收油污(小圖)和大量製造藥物

資料來源:英國《每日郵報》