第34章 基因科学发展起源（科普小知识）

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    上个世纪80年代，

    美国加州斯克里普斯研究所资深科学家弗洛伊德．罗姆斯伯博士首先对基因有着更大胆的想法：制造全新的碱基。他说：&34;设想一下，如果英语只有四个字母，比如有三个辅音和一个音，也许可以写几个词，用它讲几个粗糙的故事。但是如果多几个字母，人们就能多写很多东西。能够储存更多的信息，能写更有意思、更复杂、更微妙的词，更好的讲故事。&34;

    &34;地球上所有生命仅源自两个 dna 组合，即 a - t 和 c - g 的多样性，目前我们复制的生物体包含着第三对非自然 dna 组合。不是说我觉得生命&39;需要&39;更多的遗传信息，但是我，如果我们给生命以使用更多字母的能力，我们对它的理解会深入很多，也能开发出更中类的药物。&34;因此弗洛伊德·罗姆斯伯的团队致力于创造一对新的互补碱基，其结构和已碱基完全不同，并把它放进了最常见的实验室细菌一一大肠杆菌里。

    2014年5月，他们首次将人工设计的碱基一一即自然界中原本并不存在的碱基一插入大肠杆菌基因组。当大肠杆菌复制时，这些人造碱基也成功复制了，而且至少能复制一轮。这些带有人工碱基的大肠杆菌产生了后代，制造出了可持续繁殖的半人工生命。这是洛伊德．罗姆斯伯尝试的三百多种人造碱基中，第一个能被细胞的复制机制识别的碱基组合这种含有人工碱基的 dna 有望改造现有生命形态，指导生物体合成前所未有的蛋白质类型拓宽蛋白质功能。&34;这非常激动人心。&34;得克萨斯奥斯汀大学的罗斯．泰尔在《自然》上发表论说，&34;从试管到活细胞是巨大的进步。&34;

    罗姆斯伯介绍说，他们研究新碱基已经有15年。他们先人工合成各种碱基类似物然后测试产物是否能被负责复制 dna 的聚合酶识别。在约300种化合物中，筛选出了60种选组合。从2008年开始，该团队试图从候选组合里寻找全新的&34;碱基配对&34;，在3600种组合中，他们发现d5sics和 dnam 很有希望，将其命名为 x 和 y 。实验证明，这对人造碱基在试中能自我复制，而且被转录成了 rna 。不过，它们的配对有些勉强，不像普通碱基那样稳定。

    &34;实际上，研究中更大的挑战在于&34;体内实验&34;，如果新 dna 不能在生物体内稳定存在并复制，那么这项研究的意义就会黯淡许多。

    可能创造更复杂生物？

    那么，科学家是如何将人工制造的碱基组合插入到生命体中，来扩展&34;生命字母表的呢？他们的办法非常巧妙：某种藻类植物的叶绿体基因被编入大肠杆菌后，能合成特殊转运蛋白，可将新&34;零件&34;一一人工碱基转入细菌体内。含有一对新碱基的 dna 顺利进入大杆菌，当大肠杆菌成长并分裂时，新碱基也跟着 dna 一起复制。罗姆斯伯提供的数据显示人工碱基至少复制了24轮，并维持了近一周时间。当人工碱基不再供给时，大肠杆菌用天碱基替代了它们。这显示新技术具有极高的安全性。即使有细菌逃逸到自然环境中，因为有人工碱基，所以注定死去或用天然碱基。

    在研究中，机构研究人员介绍说，将人工合成碱基组合植入活体生物细胞需要克服诸多困难，比如，人工碱基对需要与天然碱基对融合以保持 dna 结构稳定。此外， dna 在自我复制及转录的过程中，人工碱基组合必须能在拉链样结构的 dna 链中成功地&34;分分合合&34;,还要避免被 dna 修复机制当作&34;外来者&34;而清除掉。所以，实验必须要克服这些困难。

    虽然此次研究中的人工碱基对还不能参与制造新型蛋白质，但从理论上说，引入 x 一 y 碱基，新增加两个字母， dna 就有望从4进制升格为6进制，6种碱基意味着更多的排列组合，更庞大的氨基酸编码库，可将构成蛋白质的氨基酸提升到172种，而目前生物体内的蛋白质是由20种基本氨基酸构成的。

    &34;有没有可能添加更多的碱基呢？&34;罗斯．泰尔在《自然》的评论中说，&34;能不能用这些新零件创造出更复杂的生物呢？&34;

    看来，完全人造的生命或许都不再是空想。在评论的结尾处，罗斯．泰尔说，&34;而今的遗传学发现了一种机制，可以诞生更加丰富的生物形态，并有可能创造更加美好的生物学未来&34;。

    实际上，科学家对人工碱基的研究并非只是为了兴趣和对生命的理解，而是为了人类医学药物的发展。人工碱基的引入可以修饰生物的 dna ，利用这些生物体，可以合成自然界没有、而人工方法又不易合成、提纯的药品。例如，开发这种人工碱基的斯科瑞普研究所已经成立了一家公司，尝试用这一新技术研发新的抗生素、疫苗和其他产品，尽管距离实际应用还有相当的距离，但这一小步已开启了无限的未来。

    总结：

    无论是研究也好，研发药物也好，当人类开始探索创造新的基因序列的时候，从叶绿体，矿物质，金属，水，到可燃性物质加入到人类的基因组中，无数次的是实验，和大数据的推演下。新的基因生命便诞生了。

    然而，人类的习性总是将最先进的东西，应用于战争。一部人类发展史，就是一部科技发展史，同时也是一部血淋淋的战争史。

    从人类的角度看，发明出火，发明出武器，发明出金属武器，发明出弓箭，发明畜牧和战马，发明出热武器，发明出飞机，大炮，军舰，航母，发明出激光武器，发明出粒子武器，发明出核武器，发明出基因科技。每一次新科技的诞生，都让人类整体进步一大截，但同时往往伴随着人类不同种族，国家之间的毁灭，征服或者被征服。

    科技人员在研发新武器，新技术的同时，又怎么会不懂得历史，不懂得这些道理呢？又有谁忍心看到自己研发的武器要去摧毁他人的肉体和文明呢？但自己不做这事情，其他种族做成了，后果则更是难料，如果因为自己不努力，导致自己的种族苦不堪言，自己更是无法原谅自己。

    也许，这种竞争机制，是这个世界的法则之一，生活在这个地球的人类，始终无法摆脱的命运。