现有的生物技术能否像电影中的情节一样创造新的生物?
生活随笔
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现有的生物技术能否像电影中的情节一样创造新的生物?
小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.
在過去這些里,科學(xué)家一直在嘗試從零開始制造全新的生命形式——用化學(xué)物質(zhì)造出合成DNA(脫氧核糖核酸),由DNA合成基因,再由基因形成基因組,最終在實(shí)驗(yàn)室造出全新生物體的分子系統(tǒng),而這種生物體在自然界從未出現(xiàn)過。 從1953年美國生物學(xué)家詹姆斯·沃森與弗朗西斯·克里克共同發(fā)現(xiàn)了脫氧核糖核酸(DNA)分子結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型到包括人類在內(nèi)的各種生物的基因組圖譜紛紛出爐,生物遺傳密碼正在迅速揭開神秘面紗。但是新一代的特立獨(dú)行的科學(xué)家已經(jīng)不滿足于解碼和修補(bǔ)的工作,他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)新的戰(zhàn)場——重寫遺傳密碼。 36億年前,一個微小的生命細(xì)胞在地球的荒野中誕生,它自我復(fù)制,它的后代們繼續(xù)復(fù)制自我,就這樣,隨著遺傳基因一代代變異,延續(xù)數(shù)十億代。今天,每個生物體——每個人、植物、動物和微生物——都能從第一個細(xì)胞找到自己的起源。迄今為止,地球的生物大家族是我們在宇宙發(fā)現(xiàn)的唯一存在的一種生命。 不過現(xiàn)在,將會有一些新成員加入到這個生物大家族。在過去這些年里,科學(xué)家一直在嘗試從零開始制造全新的生命形式——用化學(xué)物質(zhì)造出合成DNA(脫氧核糖核酸),由DNA合成基因,再由基因形成基因組,最終在實(shí)驗(yàn)室造出全新生物體的分子系統(tǒng),而這種生物體在自然界從未出現(xiàn)過。 這些向“造物主”的壟斷地位發(fā)起挑戰(zhàn)的人包括工程師、計算機(jī)學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家。他們以有別于傳統(tǒng)生物學(xué)家的視角看待生命,并在2003年開創(chuàng)了一個全新的研究領(lǐng)域——合成生物學(xué)。 自然演化的有機(jī)體(即生物學(xué)家所謂的“生命1.0版本”)的基因組圖譜正在以前所未有的速度被繪制完成,而其中的遺傳密碼也將被逐漸解開。合成生物學(xué)家認(rèn)為,他們可以利用這些已知信息來設(shè)計、打造新生命形式。 在過去,遺傳工程一直拘囿于對已有的遺傳密碼進(jìn)行簡單修補(bǔ)改造,比如從一種細(xì)菌中提取一個基因,然后植入玉米或豬的染色體。而合成生物學(xué)所要打造的生命種類是全新的——它不是任何一個原始母細(xì)胞的后裔,也沒有哪個物種是它的祖先。其實(shí)在本質(zhì)上,這是一個逆自然的過程。 如果說1953年DNA雙螺旋分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)讓分子生物學(xué)家意識到,基因與細(xì)胞的關(guān)系就像計算機(jī)的軟件和硬件,那么合成生物學(xué)正在做的就是設(shè)計新“軟件”、開發(fā)新“硬件”。 普林斯頓大學(xué)的計算機(jī)科學(xué)家羅恩·韋斯正從事為細(xì)胞編寫“基因軟件”的工作,他相信自己很快就能設(shè)計細(xì)胞的行為,就像編程控制計算機(jī)一樣。他說:“我們大可把細(xì)胞視作可編程的物質(zhì)。”
結(jié)論:目前的技術(shù)簡單的生命可以,復(fù)雜的還需要研究。合成生命試圖探索生命的起源,研究生命的機(jī)理,甚至從非生命物質(zhì)中創(chuàng)造生命。克萊格?凡特的研究團(tuán)隊(duì)在2010年5月宣布,他們組裝了將百萬堿基對的基因組插入了細(xì)胞,合成了可以自我復(fù)制的細(xì)胞。基因組是基于 Mycoplasma mycoides 的基因組設(shè)計,經(jīng)過修剪、加入使其可在酵母中生長等的成分。 先是合成超過一千個核苷酸小片段,之后逐步在酵母和其他細(xì)胞正組裝成基因組,最后把它注入到原本遺傳物質(zhì)移除的另一個物種Mycoplasma capricolum中。合成的細(xì)胞和以分裂,“完全由新的基因組控制”,ultimately demonstrating that DNA can be very practically described by its chemical properties.凡特認(rèn)為,這是“第一個合成細(xì)胞”,花費(fèi)了超過四千萬美元。科學(xué)社群中對此細(xì)胞是否為完全合成存在爭議:化學(xué)合成的基因組序列基本是自然基因組1:1的復(fù)制,接受基因組的細(xì)胞也是自然的細(xì)菌。克萊格?凡特研究院堅持使用“人工合成的細(xì)菌細(xì)胞”,但解釋是“我們不認(rèn)為這是從頭湊成的細(xì)胞,而是從已有的生命使用合成DNA創(chuàng)造生命。”凡特計劃將合成的細(xì)胞申請專利,宣稱“它們明顯屬于人類發(fā)明”。研究者認(rèn)為,建造合成生命會允許研究者通過創(chuàng)造生命了解生命,而不是通過分裂生命。他們還提議,延展生命和機(jī)器的邊界,直到兩者重疊,產(chǎn)生“真正可以編程的生物”。參與者認(rèn)為,與當(dāng)今的科技相比,創(chuàng)造“真正合成的生化生命”與當(dāng)今的科技水平接近,而且比登月便宜。
例如呢?蜘蛛俠嗎?~~~實(shí)例一枚:英國《自然》雜志近日公布的一項(xiàng)合成生物學(xué)研究顯示,科學(xué)家首次將人工合成堿基對插入大腸桿菌的DNA(脫氧核糖核酸)中,且并未影響其生長和復(fù)制過程。這一成果向利用合成技術(shù)“訂制”特定生物組織邁進(jìn)一步。遺傳物質(zhì)DNA由兩條很長的糖鏈結(jié)構(gòu)形成骨架,通過堿基對的結(jié)合形成穩(wěn)定的螺旋結(jié)構(gòu)。自然界的生命多姿多彩,最基本的堿基對卻只有兩種:腺嘌呤-胸腺嘧啶(A-T)和胞嘧啶-鳥嘌呤(C-G)。但美國研究人員構(gòu)建出一種自然界不存在的生物體,它穩(wěn)定包含一種代號為“X-Y”的人工堿基對。美國斯克里普斯研究所等機(jī)構(gòu)研究人員介紹說,將人工合成堿基對植入活體生物細(xì)胞需要克服諸多困難,比如人工堿基對需要與天然堿基對融合以保持DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。此外,DNA在自我復(fù)制及轉(zhuǎn)錄為RNA的過程中,人工堿基對必須能在拉鏈樣結(jié)構(gòu)的DNA鏈中成功地“分分合合”,還要避免被DNA修復(fù)機(jī)制當(dāng)作“外來者”而清除掉。 在最新研究中,研究人員合成了一段包含天然堿基對和人工堿基對的DNA,將其插入大腸桿菌細(xì)胞中。研究的突破之一是發(fā)現(xiàn)了一種特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)分子,這種由一種微藻生成的三磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,能夠運(yùn)輸人造堿基對進(jìn)入細(xì)胞。結(jié)果顯示,DNA能以適當(dāng)?shù)乃俣群蜏?zhǔn)確度進(jìn)行復(fù)制,被改造的大腸桿菌細(xì)胞仍繼續(xù)生長,人工堿基對也沒有被去除。這或許沒有蜘蛛俠中的那么神乎其神,但是或許會創(chuàng)造出新的生物?希望公眾理性對待,不必過分恐慌。
結(jié)論:目前的技術(shù)簡單的生命可以,復(fù)雜的還需要研究。合成生命試圖探索生命的起源,研究生命的機(jī)理,甚至從非生命物質(zhì)中創(chuàng)造生命。克萊格?凡特的研究團(tuán)隊(duì)在2010年5月宣布,他們組裝了將百萬堿基對的基因組插入了細(xì)胞,合成了可以自我復(fù)制的細(xì)胞。基因組是基于 Mycoplasma mycoides 的基因組設(shè)計,經(jīng)過修剪、加入使其可在酵母中生長等的成分。 先是合成超過一千個核苷酸小片段,之后逐步在酵母和其他細(xì)胞正組裝成基因組,最后把它注入到原本遺傳物質(zhì)移除的另一個物種Mycoplasma capricolum中。合成的細(xì)胞和以分裂,“完全由新的基因組控制”,ultimately demonstrating that DNA can be very practically described by its chemical properties.凡特認(rèn)為,這是“第一個合成細(xì)胞”,花費(fèi)了超過四千萬美元。科學(xué)社群中對此細(xì)胞是否為完全合成存在爭議:化學(xué)合成的基因組序列基本是自然基因組1:1的復(fù)制,接受基因組的細(xì)胞也是自然的細(xì)菌。克萊格?凡特研究院堅持使用“人工合成的細(xì)菌細(xì)胞”,但解釋是“我們不認(rèn)為這是從頭湊成的細(xì)胞,而是從已有的生命使用合成DNA創(chuàng)造生命。”凡特計劃將合成的細(xì)胞申請專利,宣稱“它們明顯屬于人類發(fā)明”。研究者認(rèn)為,建造合成生命會允許研究者通過創(chuàng)造生命了解生命,而不是通過分裂生命。他們還提議,延展生命和機(jī)器的邊界,直到兩者重疊,產(chǎn)生“真正可以編程的生物”。參與者認(rèn)為,與當(dāng)今的科技相比,創(chuàng)造“真正合成的生化生命”與當(dāng)今的科技水平接近,而且比登月便宜。
例如呢?蜘蛛俠嗎?~~~實(shí)例一枚:英國《自然》雜志近日公布的一項(xiàng)合成生物學(xué)研究顯示,科學(xué)家首次將人工合成堿基對插入大腸桿菌的DNA(脫氧核糖核酸)中,且并未影響其生長和復(fù)制過程。這一成果向利用合成技術(shù)“訂制”特定生物組織邁進(jìn)一步。遺傳物質(zhì)DNA由兩條很長的糖鏈結(jié)構(gòu)形成骨架,通過堿基對的結(jié)合形成穩(wěn)定的螺旋結(jié)構(gòu)。自然界的生命多姿多彩,最基本的堿基對卻只有兩種:腺嘌呤-胸腺嘧啶(A-T)和胞嘧啶-鳥嘌呤(C-G)。但美國研究人員構(gòu)建出一種自然界不存在的生物體,它穩(wěn)定包含一種代號為“X-Y”的人工堿基對。美國斯克里普斯研究所等機(jī)構(gòu)研究人員介紹說,將人工合成堿基對植入活體生物細(xì)胞需要克服諸多困難,比如人工堿基對需要與天然堿基對融合以保持DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。此外,DNA在自我復(fù)制及轉(zhuǎn)錄為RNA的過程中,人工堿基對必須能在拉鏈樣結(jié)構(gòu)的DNA鏈中成功地“分分合合”,還要避免被DNA修復(fù)機(jī)制當(dāng)作“外來者”而清除掉。 在最新研究中,研究人員合成了一段包含天然堿基對和人工堿基對的DNA,將其插入大腸桿菌細(xì)胞中。研究的突破之一是發(fā)現(xiàn)了一種特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)分子,這種由一種微藻生成的三磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,能夠運(yùn)輸人造堿基對進(jìn)入細(xì)胞。結(jié)果顯示,DNA能以適當(dāng)?shù)乃俣群蜏?zhǔn)確度進(jìn)行復(fù)制,被改造的大腸桿菌細(xì)胞仍繼續(xù)生長,人工堿基對也沒有被去除。這或許沒有蜘蛛俠中的那么神乎其神,但是或許會創(chuàng)造出新的生物?希望公眾理性對待,不必過分恐慌。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的现有的生物技术能否像电影中的情节一样创造新的生物?的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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