科學家對實驗室製造但真實的 SpudCell 做出反應

在明尼蘇達大學的一個實驗室中,科學家建立了一個類似細胞的系統,它似乎可以執行生命的所有功能。所謂的 SpudCell 在培養皿中蠕動,進食、生長,然後分裂,產生更多的 SpudCell,在世代相傳中競爭和變化。
SpudCell 遵循了合成生物學領域數十年的類似努力,即以生物學為基礎創建新材料。研究人員致力於創造人工的、可修改的生命過程,從而產生了在緊急情況下替代血液、更有效地在體內輸送藥物以及促進可以替代受損細胞或組織的再生藥物的物質。
與先前創建真實細胞的嘗試不同,SpudCell 是從活細胞開始,其遺傳物質被剝離到最基本的物質,而 SpudCell 是使用非生命化學成分「自下而上」構建的。以這種方式建構的人造細胞能夠完成完整的生命週期並產生下一代,這還是第一次。
SpudCell 的新聞讓許多科學家思考合成生物學領域的發展方向以及生命的意義。
「你必須記住,『活著』並不是一個精確定義的條件,」J. Craig Venter 研究所合成細胞研究負責人約翰·格拉斯 (John Glass) 說,他沒有參與這項研究。 “正如美國最高法院法官波特·斯圖爾特 (Potter Stewart) 在談到色情作品時所說的那樣,‘我一看到它就知道了。’活著就是這樣。”
目前,大多數合成生物學家都認為,還沒有人造細胞跨越自然細胞和生命細胞之間的界限,SpudCell 的創造者也沒有聲稱創造了生命。新創建的 SpudCell 仍然有幾個與活細胞不同的關鍵限制。
儘管 SpudCell 可以進食、生長和分裂,但它並不像大多數活細胞那樣自給自足。它可以建構細胞樣系統的許多內部機制,但它不能建構自己的核醣體。由於缺乏這些必需的蛋白質形成細胞結構,SpudCell 只能在實驗室中生存,依靠科學家為其提供營養豐富的酵素和蛋白質混合物。
北卡羅來納大學教堂山分校的合成生物學家羅尼特·弗里曼 (Ronit Freeman) 表示:“雖然構建這些細胞的方法本身很優雅,但尚不清楚它的可重複性和適應性如何,以便其他科學家能夠推進這項工作。”
研究人員認為,SpudCell 背後的工作可以作為一個概念起點,引發關於哪些細胞功能有助於生命起源以及是否可以將新功能設計到細胞中的重大問題。
生物工程(利用生物學原理解決問題或創造事物)的機會是 SpudCell 研究人員正在研究的關鍵事項之一。一旦科學家能夠確定細胞基因的哪些方面負責所需的結構和過程,他們就可以開始修改它們,為開發新型藥物、特殊材料甚至食物打開大門。 SpudCell 仍然是一個概念驗證,其最大的貢獻可能尚未到來。
「正如作者所說,這不是生命的綜合體,」哈佛大學生命起源計畫的研究員胡安·佩雷斯-梅卡德說。 “在我看來,這是一項非常先進的生物技術。”
然而,除了未來潛在的好處之外,一些生物安全專家也對有一天可能與 SpudCell 等技術相關的風險保持警惕。
由於 SpudCell 無法在實驗室外生存,幾位生物安全專家證實,就目前的形式而言,它似乎不會構成任何威脅。然而,安全專家表示,對於任何新的生物技術來說,潛在的風險和潛在的好處一樣多。
「工具本身並沒有『好』或『壞』之分。相反,它們可以用來建造有益或有害的生物系統,就像錘子可以用來建造房屋或打破窗戶一樣,」生物工程研究聯盟安全項目主任 Becky Mackelprang 解釋道。
SpudCell 背後的研究人員表示,濫用像 SpudCell 這樣的人造細胞技術(例如用它來製造可能危害人類或環境的生物武器)仍然是一個遙遠的風險。然而,隨著類似技術的不斷進步,這是合成生物學領域正在認真對待的領域。
自 1975 年以來,科學家在阿西洛瑪重組 DNA 會議上開會討論改變 DNA 的工作的潛在危險。基於生物學的新創造對生物體的威脅一直是合成生物學中始終存在的主題。關於新技術的積極和消極使用的問題受到認真對待是有充分理由的。
約翰霍普金斯大學健康安全中心的流行病學家湯姆·英格爾斯比博士說:“如果未來的合成細胞對人類、動物或環境也有害,那可能會給我們所有人帶來非常嚴重的後果。”
生物安全專家建議,應對人工細胞技術帶來的所有正面和負面影響的最佳方法就是談論它們。 SpudCell 正在開始對話。
史丹佛大學微生物學家 David A. Relman 博士說:“這項工作需要我們的關注,不是因為它產生了什麼,而是因為它的發展方向。”他補充道:“它具有創造性、顛覆性和挑釁性,揭示了在不遠的將來可能發生的事情。”