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恩迪很喜欢说,如今的合成生物学家已经能轻易合成一段DNA,其长度就像一篇《纽约时报》社论那么长,也就是大约1000个英文单词。到目前为止,科学家设计合成的具有特定功能的最大基因组中包含大约20000个DNA字母,或者说是“碱基对”。现在,生物工程师就快能合成长度近似一篇科学论文的基因组了,这至少有30000个单词,该目标远远抛离了我们今天达到的水平。放眼未来,一个合理的短期抱负可以是大约一个独幕剧剧本长度,比如让·保罗·萨特(Jean-Paul Sartre)的《禁闭》,长约100000个单词左右。至于要合成像大肠杆菌这样的微生物,下一代合成生物学家得找到顺手的工具,它的基因组长度相当于一部俄国小说,即350万碱基对。
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为了能建造出打字机一样的合成利器,恩迪认为“标准化”是BIOFAB要走的第一个关键步骤。为了解释自己的观点,他回顾了一下历史。恩迪对一群聚集在BIOFAB的生物工程师说,在西班牙的塞戈维亚,他参观了一个罗马水渠,这个水渠历经两千余年的岁月仍旧屹立不倒。它的多层结构是石质的,恩迪将这些石头称作“标准岩石”,在整个设计中具有相同功能的每个石块,其大小形状完全相同。正是这一点,使这座庞大的建筑即使没有任何泥浆的粘合,都能历经两千年而没有散架。恩迪说,水渠的坚固源于标准化的规格。标准化让建设水渠的人能够始终协调工作。管理者只需告诉继任者这些石块的建造规则,以便替换那些坏掉了的,而并不需要给继任者留下一块真正的石头。标准化也让不同区域的不同团队之间可以协同工作,能立刻上手的独立团体也可以同时参与配合。这正是因为,每一个团队都能根据事先制定好的相同规则,去建造合适的石头。
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为了创造持久、实用、复杂的遗传工程机器,恩迪表示,BIOFAB将会需要向诸多工厂以外的人求助。“你是否能完成一些看似不可能的任务,取决于你是否能让身处不同方位的人长期共事。”
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每当恩迪想到几乎不可能的事情的时候,他就会想起乞拉朋齐村,印度东北部一个高悬在卡西山草木丛生的峭壁上的村落。这个村落是世界上最潮湿得地方,年均降水量高达480英寸。不过,乞拉朋齐也因为具有更让世人大吃一惊的生物制造案例,而吸引了不少游客。到处是水的地方一定都会有桥。而在乞拉朋齐,桥正是一大鲜活的亮点。〔14〕
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在这一地区很多河流的沿岸,印度榕树会依附在岩石表面和其它地表结构,生长出浅浅的根系。当地居民发现,利用其它树的树干,就能引导这些榕树根系又长又直地延伸,一直抵达对岸。紧接着,它们就又在对岸的泥土里扎下根来,这就在两岸之间形成了一个坚固的跨梁。随着根系的生长,这些桥变得愈发坚固。经过10-15年的生长,它们最终成型。此后,工匠们有时还会在上面铺上土和石板,让行人更容易通过桥梁。
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恩迪说,乞拉朋齐的这些活生生的桥梁让他非常兴奋,因为它们证明人类可以用生物技术完成实用而且可持续的工程项目。(他指出,这些桥将自己固定在岸边的同时,也抑制了全球变暖,而不是像其他桥梁那样会加剧全球变暖。)他说,利用目前的技术,合成生物学家几乎无法创造出类似让人惊叹的作品,这让他由衷地恭敬大自然。这些桥用15年的时间就生长成型,而BIOFAB工厂不远处,新近完工的旧金山-奥克兰跨海大桥则用了几十年的时间才建设完成,前者的建造周期显然要短得多。
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BIOFAB的办公室坐落在一栋豪华写字楼里,楼下几层的办公室则是阿米瑞斯公司(Amyris Inc.),这个公司最早成立时是在生物燃料领域寻求机会的。在公司发展的过程中,阿米瑞斯的创办者杰·科斯林(Jay Keasling)发现,研究者正在开发的可以生产生物燃料的遗传机器,也能改造一下用来生产青蒿素。众所周知,青蒿素可以用来治疗疟疾。这种物质本身并不是什么新鲜玩意儿,长久以来,草药医生和制药开发人员都在从青蒿中提取这种化合物。
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但是,有了能够生产青蒿素的新型细胞,阿米瑞斯公司就可以在爱莫利维尔的几个金属罐中发酵生产青蒿素,而且产量不少于农耕方式所获的产量。利用合成生物学技术,这家公司可以稳定地生产这种药物,不再受制于不利于农业生产的自然条件。他们可以控制产品质量,因为每一批细胞的产物都是一样的。由于这些“青蒿素工厂”能够自我复制,理论上讲,产量是无限的。一些热衷合成生物学的人称赞,阿米瑞斯公司是合成生物学潜力的最佳证明。但是,即便阿米瑞斯公司能够生产史无前例地为世界上最贫穷的一部分人生产高品质的抗疟疾药物,这也不意味着所有人都能从中获益。因为,有一部分世界上最贫穷的人同时也依靠制售青蒿素为生。
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在爱莫利维尔市的这座蓝色玻璃办公楼里,白色房间里安装着的几只大罐子成了进步观念的神像。在这样的背景下,生物学给人的感觉就像是下一个伟大的产业技术。它同样感觉起来像是史诗般心智成果的顶峰,是对理性力量的赞颂。但是,这些罐子也存在于和世界其他部分完全隔离的地方。这显然是必要的,因为生物反应器在敞开的窗户旁边不能稳定工作。不过,在很大程度上,一些综合因素把与遗传工程有关的谈话限制在了从业者这个小圈子里。这意味着,一些像青蒿素农民这样的话题或主体可能会因此被忽略。
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第一个因素就是科学本身深奥难懂。尽管任何用过电脑的人都能把握合成生物学背后宽泛的概念,但是只要跟满口行话、不停给你讲图表的合成生物学家待一会儿,你就会感到云山雾绕。有时科学家觉得对外行打开话匣子很困难,这是因为门外汉根本无法理解他们在说什么。科学的深奥难懂既是第二个因素的原因,也是其结果。这第二个因素就是,几乎所有的生物技术都关在屋里忙活,人们必须在脖子上挎着带照片的身份证明,或是持有密码和学生证才能进入的。这些门槛营造出一种感觉,即生物技术仅仅属于精挑细选出来的一小撮人,他们要么是能够理解生物技术的人,要么是有权进入生物技术实验室的人。所以,那些能够被拿来讨论的问题就只能是生物技术学家最关心的问题。这并不是说,这些科学家不想倾听其他人的想法。只是他们身处上锁的门后,离心机在身旁呜呜地运转着,外界的声音就很难被察觉。DIY生物技术正努力将其从封闭的空间中带出来,呈现给普通大众。不过后者是不是真的想拥有这些技术就是另外一码事儿了。DIY生物学家认为,即使仅仅因为有权拥有它,普通人也应该渴望得到它。DIY人士会说,拿着,这是你的,因为我们都是DNA组成的。
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合成生物学的梦想进入了集体文化欲望的深井。自古以来,这口深井通常都是被宗教而不是科学填充。每一种神话传说都建立在创世故事的基础上。这些故事告诉人们,生命从何而来,我们又是从何而来。但是这可不仅仅是在讲述一系列重大事件。它们告诉人们该崇拜哪个地点,哪种力量和哪位上帝。回顾人类自诞生以来的历程,我们不仅一直在寻求理解和记录万物之源,看上去我们也一直在本能地敬畏生命之源,无论具体的文化外表是什么。无论创造世界万物的力量披上了什么样的外衣,我们都希望能够与它重逢。最虔诚的人注意到,在大多数宗教传统中,都会呼吁人类要让自己谦卑,以排解这种急切的渴望。在伟大的一神论宗教中,信徒在上帝面前承认自己的无能,以求获得上帝的护佑。几乎所有形式的崇拜都会涉及某种宗教献祭仪式。
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不过,由伊卡洛斯坠海这则古希腊神话衍生出来的一些故事和寓言,阐发了一种不同的思虑[伊卡洛斯是希腊神话中代达罗斯的儿子,与代达罗斯使用蜡造的翼逃离克里特岛时,因飞得太高,双翼遭太阳溶化跌落水中丧生。——译者注]。有些初创的公司总期待着不断提升创造力,以达成更高的宏愿。伊卡洛斯的故事其实就是一则剑指这种荒唐努力的寓言。离太阳太近时,你的自负便带来祸害。但是,在对个人与技术推崇备至的21世纪资本主义文化看来,伊卡洛斯积极、主动;而且,他那双被太阳融化了的翅膀也不代表什么人物深层的性格缺陷。他只是缺一个好点儿的公开测试人员罢了。如今,合成生物学似乎意欲突破伊卡洛斯寓言的枷锁,让人类即使脚踏实地也能逐步接近生命之源,这实在是引人遐想。
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我们塑造生命原料的能力空前强大,像打印机一样,机器可以一个碱基一个碱基地把订制的DNA链合成出来。只需要把自己想要的DNA序列直接输入到网站上的订购箱里,几天后买家就可以通过邮件收到这些DNA链。在越来越多的实验室里,机器设备可以根据订单要求将遗传物质搭配起来。每一项技术进步都让基因合成看起来已不再是一个兴趣或技术问题,而是权限问题。由于实惠、精准的基因编写技术已服务于大众,DIY生物学家相信,大众将会像熟练使用Photoshop或Word软件一样逐渐掌握关于设计生物体的专业技术。
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自现代生物技术出现以来,人们总会以“扮演上帝”之类的比喻来描述基因操作。早在首例基因剪接成功之前,这种表述就已经是陈词滥调了。很久之前,原子能的出现就削弱了此前带有宗教色彩的世界观。人类发现,无需借助任何神力干预,自己就可以用技术手段改变自己的命运全能的上帝就开始黯淡起来。不过,在伯耶和科恩发明了DNA重组技术后,大众又逐渐萌生出一种观点,认为科学家并没有正确地扮演上帝的角色,接着,世界末日的论调卷土重来。
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DIY生物学家倾向于持有幽默、愉悦的心态,但这种态度有时候让人感觉像是在回避生物技术引发的原始恐惧感。如果DNA只是一种软件,而遗传机器只是一种湿漉漉粘糊糊的硅晶芯片,没啥好大惊小怪的,对不?如果DNA只是另一种原料的话,对改造生命这种观念感到不适,只不过是需要克服的小小成见而已。但是,对生命保持一种独特的敬畏感,这可一点儿都不显得激进,也不一定要拉扯上宗教。技术的历史一方面讲述了人类心灵手巧的禀赋如何战胜了艰难困苦;但与此同时,人类破坏环境生态的案例又比比皆是。人类发展和对自然资源的贪得无厌破坏了生物多样性。原本旨在让我们的生活更加美好的技术,却导致了无尽的废气和污水。从生态角度讲,改造生命通常都会导致灾难性的后果。担忧从基因的层次改造生命是否会造成类似的后果,这并非杞人忧天。
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但是创造生命体这种想法早在科学酝酿出科幻小说之前就让人类神魂颠倒了,这种强烈的欲望不太可能被隐匿的弗兰肯斯坦之怪的阴影压制住〔15〕。对于创造生命体这样的尝试,iGEM大赛绕开了所有带有神话意味的敬畏,而是支持一种极客式的欢愉,比如建造模型飞机给人带来的愉悦等。在这一大赛上,没有任何神圣感。
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这种不敬,可能部分源于心灵深处的某种自卑感。没人比遗传工程学家更明白,自己的发明创造与大自然的鬼斧神工相比,是多么苍白无力。尽管本科生能够玩转基因,酿造出更有营养的啤酒,但是要知道,大自然的演化过程创造出了聪明的人类大脑。将细菌用遗传工程的办法改造成发绿光的玩意儿,这也许听上去很炫;但是,大自然凭一己之力在生命出现之初,让单细胞微生物慢慢演变成狐狸、爱因斯坦和巨大的沿海红杉,最终形成复杂、挺拔、美丽的各种生物,与之相比我们的遗传工程所取得的成就不过是雕虫小技。也许这些本科生铸造的DNA设备的确使用了让生命不息的生物材料。但是,与大自然娴熟的手工技艺相比,我们不过就是蹒跚学步的孩童,拿着木锤子在实验台上努力敲打罢了。
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〔1〕指19世纪美国作家、哲学家亨利·戴维·梭罗(Henry David Thoreau),代表作品有《瓦尔登湖》和《论公民的不服从权力》。——译者注
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〔2〕1981年3月,鲸鱼座公司的首次公开募股筹集到了1亿多美金,是当时美国历史上最大规模的首次公开募股。——译者注
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〔3〕大科学(Big Science)是国际科技界近年来提出的新概念,其研究特点是:投资强度大、多学科交叉、需要昂贵且复杂的实验设备、研究目标宏大等。——译者注
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〔4〕23andMe这个名字中,23代表人类基因组中包含23条染色体。——译者注
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〔5〕一种发酵而成的饮料,通常是在加了糖的茶水中接入菌种进行发酵,使用的菌种包括细菌和酵母。——译者注
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〔6〕X世代指的是二战结束后婴儿潮结束后出生的那一代人。——译者注
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〔7〕想了解更多关于安德森本人和他的工作的信息,可以登录他实验室的网站。网址见参考资料156。——译者注
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〔8〕斯坦福大学的“在家折叠”(Folding@home)项目提供了一段非常酷的蛋白质折叠简介,以及旨在理解蛋白质折叠的复杂性的众包研究的介绍。网址见参考资料157。——译者注
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