- 生命的未來:從雙螺旋到合成生命
- (美)克雷格·文特爾
- 1717字
- 2019-01-05 02:10:10
前言
我的“薛定諤演講”
2012年7月12日,我應(yīng)圣三一學(xué)院的邀請到都柏林發(fā)表演講,這次演講時值著名物理學(xué)家、諾貝爾獎得主薛定諤初次發(fā)表他的《生命是什么》系列演講整整70年之后。主辦者要求我再次論述薛定諤當(dāng)初提出的偉大主題,并且希望我在現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)上,就有關(guān)“生命的定義”這一深奧的問題提出新的洞見和答案。顯而易見,對于這個問題,幾乎每個人都非常有興趣,個中原因可謂不言自明。我本人也不例外,不過我還有一些個人的原因。我年輕時曾在越南當(dāng)過醫(yī)護兵,在那個時候,我無比驚異地發(fā)現(xiàn),“有生命的”與“無生命的”兩者之間的區(qū)別竟是如此的微妙:一張小小的紙巾就能把活著的、有呼吸的人與死人區(qū)分出來;甚至在良好的醫(yī)療護理下,存活下去的可能性也仍然部分依賴于病人積極向上的思想和樂觀開朗的心態(tài)。這就證明,高度的復(fù)雜性源于活細胞的組合。
在一個美好的星期四晚上,時間是下午4:30,得益于數(shù)十年來分子生物學(xué)的發(fā)展,我終于走上了薛定諤曾經(jīng)站過的那個講臺。像他一樣,我也是在愛爾蘭總統(tǒng)面前發(fā)表演講的。唯一不同的是,現(xiàn)在這個禮堂已經(jīng)成了圣三一學(xué)院的考試大廳,但是講臺仍然是那個無與倫比的講臺。在巨大的枝形吊燈的照射下,站在威廉·莫利紐茲(William Molyneux)和喬納森·斯威夫特(Jonathan Swift)等人的肖像畫下面,我注視著講臺下400位聽眾,所有人的臉上都浮現(xiàn)出翹首以待的表情;數(shù)不盡的式樣各異的攝像機閃耀著令人眩目的亮光。當(dāng)然,我還知道,與薛定諤當(dāng)初發(fā)表演講時不一樣的是,我這個演講將會被錄音、被現(xiàn)場實況轉(zhuǎn)播、被寫進博客,還將會在Twitter上被大量推送,盡管我所要回答的問題,就是我的前輩們已經(jīng)付出過許多努力試圖給出答案的那同一個問題。
在演講開始后的60分鐘時間里,我向聽眾詳細地解釋了DNA是如何驅(qū)動生物機器運行并最終組成生命的。所有活的細胞都在運行著DNA這個“軟件”,它指揮著成千上萬個“蛋白質(zhì)機器人”。自從我們?nèi)祟惖谝淮胃闱宄绾瓮ㄟ^對DNA進行排序來解讀這個“生命的軟件”以來,我們對生命進行數(shù)字化操作的歷史已經(jīng)有幾十年了。現(xiàn)在,我們可以從計算機數(shù)字代碼出發(fā),走到另一個方向,即我們能夠設(shè)計出一種新的生命形式,用化學(xué)的方法合成它的DNA,然后用它來“生產(chǎn)制造”出實實在在的生命有機體。這是因為,我們現(xiàn)在可以對所有的信息進行數(shù)字化處理,并且能夠?qū)⑺鼈円怨獾乃俣劝l(fā)送到任何地方,并且最終能夠重組DNA,再造生命。坐在愛爾蘭總統(tǒng)恩達·肯尼(Enda Kenny)旁邊的是詹姆斯·沃森,沃森一直自稱是我的老牌競爭對手。在我的演講結(jié)束之后,沃森走上講臺,握著我的手,大方地祝賀我發(fā)表了“一個非常美妙的演講”。
《生命的未來》這本書的部分內(nèi)容就是在圣三一學(xué)院演講的基礎(chǔ)上寫成的。本書的宗旨是,將我們現(xiàn)在已經(jīng)取得的令人難以置信的進展描述清楚。自薛定諤發(fā)表《生命是什么》系列演講到現(xiàn)在,才過了70多年,說起來這只不過相當(dāng)于一個人的生命周期。但是在這段時間里,我們確實已經(jīng)取得了極大的進展。從薛定諤的“非周期性晶體”(aperiodic crystal)到對遺傳密碼的正確理解,再到第一個合成染色體的成功構(gòu)造,又到制造出第一個人造細胞,從而最終證明DNA就是生命的“軟件”,這些偉大成就是建立在過去半個多世紀以來的各項巨大進展的基礎(chǔ)之上的,也是來自世界各地的許多杰出科學(xué)家在各自的實驗室里不斷努力的共同成果。
在本書中,我將對分子和合成生物學(xué)領(lǐng)域中的進展進行一個綜述,一方面是對這個史詩般的事業(yè)和成就的致敬,另一方面是對那些為這個偉大事業(yè)做出杰出貢獻的無數(shù)重要科學(xué)家的致謝。當(dāng)然,我的目的并不是對合成生物學(xué)的發(fā)展歷史做一個全面、完整的描述,而是希望借此闡明,被我們稱為“科學(xué)”的這項事業(yè),它的力量固然無比巨大,但是它也極其需要所有人齊心協(xié)力進行合作。
現(xiàn)在,作為數(shù)字化信息的DNA不僅能夠在計算機數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)不斷的積累,而且能夠通過生物傳送器以一種電磁波的形式以光速或者接近光速進行傳輸,從而在一個遙遠的地方重新創(chuàng)造出蛋白質(zhì)、病毒和活的細胞,或許這將永遠地改變我們對生命的看法。隨著這個對生命的全新理解以及我們駕馭生命的能力的逐步擴展,我們有力地敲開了一扇全新的蘊含著無限可能性的大門。這是極其激動人心的。
隨著工業(yè)化時代接近尾聲,我們有幸見證了“生物設(shè)計時代”的來臨。人類即將進入一個全新的演化階段。