——从人工细胞到活体材料,生命进入"编程时代"
如果DNA是生命的源代码,合成生物学就是最激进的"黑客"。通过拼接基因片段、构建人工代谢通路,科学家正在创造自然界不存在的新物种。
里程碑案例:
- 人工合成酵母基因组:2017年,中、美、英等国科学家完成酿酒酵母16条染色体的人工合成,首次证明复杂生命体可被"从零设计"。
- 活体药物工厂:MIT团队将工程化大肠杆菌植入小鼠肠道,使其持续分泌抗癌药物,肿瘤抑制率达80%。
- 光合作用机器人:加州大学伯克利分校开发出能利用二氧化碳合成燃料的半人工光合系统,效率是天然植物的10倍。
产业变革:
- 生物制造:用细胞工厂替代化工合成,生产香料、药物中间体(如青蒿素)
- 环境修复:基因工程菌降解塑料微粒、吸收重金属污染
- 太空生命支持:NASA资助的"火星农场"项目,尝试用合成生物系统实现氧气、食物自给
风险警示:
2021年,加拿大科学家在实验室意外合成出类似天花的高致病性马痘病毒,引发对"生物安全"的全球性讨论。国际基因工程机器大赛(iGEM)等组织正推动建立生物安全伦理准则。