杨冬

    “生命的本质是什么？”这是一个与人类文明相伴而生的古老问题。近代的科学家们也十分热衷探讨、研究这一问题。19世纪的活力论者，如著名法国科学家巴斯德，认为生命中存在特殊的“活力”，这是不具备生命的分子“无论如何都无法具备的”。按活力论者的说法，无生命的物体不具备“活力”，在任何条件下都不能产生生命。观点与之相反的是还原论者，他们认为生命是有组织的某种化学分子以及它们之间的化学反应的体现，理解这些分子的变化规律，我们就可以理解生命。根据进化论的观点，在几十亿年前的地球上，生命起源于无生命的有机分子，显然，这与活力论的观点相矛盾。现代科学对生物的研究也并没有发现生命体中存在任何特殊的“活力”。然而，活力论者始终可以提出一个挑战：“你如果认为生命可以完全由无生命的分子构建起来，那么请你用无生命的分子创造出一个人工生命!”

    直到今天，还没有人成功完成这个挑战。所有的生命都来自另一个或多个生命，动物来自于其父母的生殖细胞结合生成的受精卵，单细胞生物来自于上一代细胞的分裂，病毒也是由上一代病毒在细胞内复制而产生的。只要科学家在实验室里无法重现几十亿年前生命起源的那一幕，把无生命物质转变成有生命的个体，那么活力论者始终可以说，“活力”还是隐藏在生命体的某一个角落里，只是我们目前的实验技术水平不足，难以发现而已。

    合成生物学最初就是为了应对活力论者的挑战而诞生的。显而易见，如果生命可以“合成”，活力論必然不攻自破。然而，在实验室里合成一个生命是非常困难的。

    为应对这个高难度的挑战，合成生物学最初的研究是从细胞内部开始的。科学家的主要研究工作是在细胞内构建一些简单的通路，使细胞能够完成一些以前不具备的功能。如果把细胞看作一个工厂，此时，科学家们虽然无法从头开始建造一个工厂，但是至少可以在已有的工厂里安装几台新的机器，或者建设一条新的生产线。

    当然，引入几台新机器也是非常困难的。20世纪70年代，生物学家在技术上取得了初步突破。当时，科学家们研发了一种新技术，可以把一个外来的基因移入一个细菌细胞中，使之随着细菌细胞的分裂而不断扩增，该技术后来被称为“克隆”。与之伴随的生物技术还包括测定DNA序列以及通过聚合酶链式反应(PCR)或者DNA合成技术获得符合研究需求的基因序列 ......