日前，《自然》杂志发表了我国科学家撰写的人工创建单条染色体的真核细胞——酿酒酵母的论文。中国科学院合成生物学重点实验室的覃重军课题组将酿酒酵母天然的16条染色体，人工融合成了类似普遍存在于原核细胞中的单条染色体，且仍具有正常的细胞功能。该项工作表明，天然复杂的生命体系可以被简约，自然生命中的界限可以被人为打破，甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命。

合成生物学，是继“DNA重组为基础的分子生物学”和“人类基因组测序启动的基因组学”之后的第三次生命科学与生物技术革命，有可能为医药、能源、工业、环境、农业等领域的重大问题提供全新解决方案。与此同时，也引发了公众对相关伦理、安全等问题的讨论。

打破自然生命的界限，是否挑战了人类对自然的传统认知？人工创建生命是对生命失去了敬畏之心？恐怖分子是否会制造新的病原生物，如何防患于未然？解放日报·上观新闻记者采访了中科院院士赵国屏、中科院上海生命科学信息中心熊燕研究员。

打破界限，创建生命，探知生命的本质

达尔文在《物种起源》中阐述了“自然选择”的进化思想。不自然的“人造生命”是否挑战了生命的本质，在自然的“生命之树”上，长出了“奇异果”？

关于生命的本质问题，恩格斯在《自然辩证法》中指出:“生命是蛋白体的存在方式,这种存在方式的本质契机在于和它周围的外部自然界的不断的物料交换,而且这种物料交换一停止,生命就随之停止,结果便是蛋白质的分解。”

1965年，中国科学家全人工合成牛胰岛素，第一次实现了人工合成具有生物活性的蛋白质。赵国屏认为，如果人工合成的蛋白质，具有与天然的蛋白质同样的生命功能，不仅为“蛋白质是生命的基础”提供了证据，也说明生命没有那么神秘，并非只有自然界可以生成生命。因此，这是合成科学在生命科学领域发挥实证研究作用，推动人类对生命本质认识的里程碑式的飞跃；也可以说是“合成生物学”的前奏。

自从DNA双螺旋结构确定以来，人们对生命本质的认识，又上升到了核酸-蛋白质运动的“中心法则”层次。而2010年，美国克雷格·文特尔研究团队构建出含有完全人工合成的蕈状支原体基因组的具有生命活性的原核细胞，创造了被命名为“辛西娅”的“人造生命”，提供了第一个实证。2017年，美国纽约大学朗格尼医学中心杰夫·博伊克教授领导包括中国多个团队在内的全球协作组，完成了酿酒酵母5条染色体的化学合成，提供了第二个实证。今天，覃重军研究员的团队构建单染色体酿酒酵母，架起了原核细胞染色体与真核细胞染色体之间的桥梁，再次为生命自然进化的本质，提供了实证。

“人造生命”确实是非自然的，但并不意味着一般性地用不自然的“生命”取代自然的生命，而是为了更有利于认识生命规律的研究。科学家构建了自然界从没有发现过的单染色体酿酒酵母，发现它虽然在独自培养的条件下生长良好，但是当与野生型酿酒酵母共培养，在竞争中明显居于下风。由此，可以通过分析背后的原因、机制，来推演酿酒酵母是如何进化到16条染色体的，也就是用最简生命来理解复杂生命。这不是对生命本质的挑战，而是为人类对生命本质的研究，开辟了新的方向。

从“建物致知”到“建物致用”

多年前，中科院院士赵国屏在广播电台就美国科学家人工合成细菌染色体回答听众提问时，就有人提出，合成生物学可以设计“生命”，打破了“生命”与“非生命”的界限，是否就违背了我们“敬畏生命”的道德原则？赵国屏回答说：“敬畏生命，是要尊重生命的自然规律，尊重各种生物体在地球生态体系里的地位及发挥的作用，更不可随便毁灭物种。合成生物学，以人工手段改造甚至创建生命，既可以更有效地研究生命的本质，也有效地提升了人类与自然和谐发展的能力。这是真正的‘敬畏生命’！”

所谓的自然规律，顾名思义，是自然界自身的物质运动规律，不以人的意志为转移。而人们对此规律的认识，在技术不发达的历史上，主要靠观测、分析和推理；而从培根的经验哲学和伽利略—牛顿的实验科学/自然科学研究结合，便形成了主导人类四五百年的实证研究范式，而合成就是一种与传统的解析相辅相成的实证手段。回顾从人工全合成胰岛素以来的历史，可以看到合成生物学对人类认知自然的功能就是“建物致知”。它与通过剖析生命体来研究其内在构造功能的 “格物致知”理念不同，通过构建按研究目标设计的生命体来认识生命世界。这一层面的合成生物学，是对科学问题的理论探讨，属于基础理论研究范畴。如果说有什么伦理问题，基本上类似其他学科的基础研究，一般反映在如同上述“认识论”之类的哲学层面。

但是，合成生物学的另一个“出口”的确是“建物致用”，即利用合成生物学构建的细胞工厂或者分子机器，向社会生产的各层面渗透，全面提升人类社会的能力。比如，青蒿素的人工合成，造福了疟疾病人；利用合成生物技术设计构建的生物传感器，可以用来检测水中的重金属含量；通过人工设计和改造，有可能高效合成原来不能生物合成，或原来生物合成效率很低的产品，能大大降低成本。这一层面的合成生物学，属于应用基础到应用研究的范畴；与人类的日常生活密切相关，由此产生的伦理、法律、社会问题，比较复杂，也特别受到广大人民群众的关注。这方面的研究和应用至今都是安全有益的，目前的问题主要集中在建立合理的监管机制，保证合成生物学研发成果尽快推向应用，造福人类。

如何才能让老百姓不产生恐慌

从体细胞克隆到干细胞，从合成生物医学到新一代基因治疗，新兴生物技术及其应用往往会引发伦理和安全问题的讨论。即便技术是可控的，风险是可以防范的，如何才能让老百姓不产生恐慌呢？

当世界首个“人造生命”“辛西娅”诞生之后，美国总统奥巴马责成总统生物伦理委员会，对合成生物学的潜在益处和风险进行评估。该委员会发布了报告《新方向：合成生物学和新兴技术的伦理学》，提出了包含合成生物学在内的新兴技术的5项基本伦理原则：公众受益、负责任的管理、学术自由和责任、民主评议、公正和公平。

欧洲科学院科学咨询委员会和英国皇家工程院等机构，针对合成生物学的安全或监管都展开了讨论或发布了相关报告。欧盟认为“预防原则”是最重要的原则。我国政府和科技界也非常关注合成生物学的伦理与生物安全问题，开展了各种类型和不同层次的讨论和研究。

熊燕认为，对新兴技术的监管做好准备，未雨绸缪很重要。首先，要确立新兴技术的研究和应用规范，防范实验室安全问题，避免对环境和生态造成危害。其次，要加强风险评估和风险管理，明确未来技术及相关产品的监管政策是否存在缺失和空白，适时更新现有的法律法规，或制定新的管理政策。第三，要加强公众参与，建立与公众沟通对话的渠道，同时要鼓励科学家、社会学家、法律专家等开展各种形式的合作交流，共同促进合成生物学的健康发展。