关在笼子里的“超级生命”

    巨大的地下秘密遗传实验室里，一个装有蓝色双螺旋状病毒的试管被砸得粉碎，穿白色长袍的科学家们惊惶失措，有人拿起斧头径直劈向玻璃门。病毒迅速扩散，整个地球陷入丧尸围困的危机之中。

    十几年过去了，电影《生化危机》开头惊心动魄的一幕，至今仍令人心有余悸。

    再天马行空的想象也总有其现实蓝本。留着一把达尔文式长胡子的乔治·丘奇，正是那种经常在电影中出现的疯狂科学家。

    他想复活猛犸象，编辑猪的基因，将它们的器官移植到人体，还梦想让人类返老还童。几十年来，这位哈佛大学医学院基因组研究中心主任在科学界引起的争议和兴奋，几乎同样多。

    如今，这位科学狂人又踏上了一条在有些同行眼中“根本不可能”的道路——打造迥异于自然生物的“超级微生物”。

    A、T、G、C四种不同的碱基，每三个一组，排列组合成了64种不同的三联体密码子，并分别对应一种氨基酸基因编码。自然界只有20种氨基酸，这就意味着出现了许多无义密码子，包括起蛋白质合成终止信号作用的TAG、TAA和TGA。将基因组中的每个TAG替换为TAA或TGA，不会对蛋白质的合成造成影响。

    2013年，丘奇带领的团队按照这一思路，完成了对大肠杆菌基因组的编辑，替换了314个TAG。去年，他们发现摆脱束缚的TAG能够制造人工氨基酸。今年8月，丘奇在《科学》杂志上发表论文，透露了他更加雄心勃勃的项目进展，即替换大肠杆菌中的7个无义密码子，这意味着修改超过6.2万个基因组。

    该团队通过电脑设计，合成约2000个碱基的短DNA片段。这些短片段被“缝合”在一起，变成87个约5万个碱基的长DNA片段。它们最终将被组合为一个完整的、400万个碱基的大肠杆菌基因组，也就是丘奇梦寐以求的“超级微生物”。在此之前，科学家还需要检查这种重组的有机体是否具有生存能力。正如人们所料，改变密码子有时会产生致命的影响。

    这项工作究竟何时能完成，团队内部打了个赌，预计时间从4个月到4年不等。丘奇承认，意想不到的问题随时可能从中作梗。但美国《新科学家》杂志相信，如果它最终完成，将是基因工程史上最伟大的壮举。

    无论如何，研究人员在构建这个星球上所有已知生命的20种天然氨基酸之外，制造了4种人工氨基酸，以及依赖它生存的全新生命形态。尽管它只是个小小的细菌，但也足以让兴奋的科学家自诩“与上帝的角色只有咫尺之遥”。

    被重新编码的大肠杆菌，看起来像一只长满了粉红色头发的奇怪肉虫，但它的“威力”可不小。由于病毒无法独立制造蛋白质，只能“劫持”那些被感染细胞的构造来复制自身，而经过改造的大肠杆菌制造出的病毒蛋白错误太多，无法产生新的病毒。因此，“超级微生物”能够抵抗所有已知的病毒，可能有广泛的工业用途。

    丘奇的野心还不止于此。

    尽管并不试图克隆人类，或者开启人种改良的新时代，但他希望开发出能抵抗所有病毒的家畜和人类干细胞，用于生产疫苗和用于移植的人体器官，帮助人类抵抗病毒、癌症和衰老。目前，包括丘奇在内的生物学家已试图筹集1亿美元资金，合成整个人类基因组。

    有了对大肠杆菌的研究作为铺垫，丘奇也许有望再次变不可能为可能，但那将是个极其浩大的工程。毕竟，大肠杆菌基因有约400万个碱基，而人类基因组有超过60亿个碱基，他的目标听起来似乎遥不可及。

    至少在目前，确保将自己亲手制造的“超级微生物”关在“笼子”里，才是丘奇实验室工作的重中之重。

    想想灾难电影中病毒肆虐的可怕场面吧。那里面一定有或多或少的艺术加工，但对基因工程安全性的担忧从来都不是杞人忧天。

    好在，被改造的大肠杆菌并非坚不可摧。只有当人工合成的氨基酸处在特定位置，必要的蛋白质才会产生。这意味着，这些大肠杆菌菌株只能在含有人造氨基酸的培养基里生长。换句话说，一旦逃离实验室，没有研究人员“喂养”的任意一种人造氨基酸，“超级微生物”就会“饿死”。

    从本质上讲，被改造的大肠杆菌与“原版”的遗传语言截然不同。基因重新编码筑起了一道“基因防火墙”，防止它们互相交换遗传物质，这无疑增加了一道安全屏障。

    当然，这一切都有个前提，那就是超级大肠杆菌未发生基因突变。

    “超级微生物”发生基因突变的可能性不到千亿分之一，可这种小概率事件一旦发生，就必然会掀起一场血雨腥风。它可能从死去的同伴那里“回收”必须的氨基酸，或与其他微生物交换足够的遗传物质，找到新的生存方式。

    若果真如此，凭借更加优越的基因，逃离实验室的“超级微生物”将很快取代“野生”大肠杆菌，在生存和进化争夺战中拥有引人瞩目的优势，在更广阔的世界疯狂繁殖，甚至占领人体作为“殖民地”。

    不要觉得这是异想天开。在与病毒有关的灾难片中，那些看起来比丘奇更靠谱的科学家们，一开始不都信誓旦旦地保证过万无一失吗？