原标题：辛西娅3.0：最简人造生命
克里格·文特尔
辛西娅3.0
日前，美国权威科学杂志《科学》报道了来自克里格·文特尔研究团队的新进展。饱受争议的“人造生命之父”文特尔这一次将自己的“造物”完成了一次实验室中的进化。这个新的人造生物是自然界中具有最少基因数量的生物，仅包含473个基因。
在不久以后的未来，人们有望利用它进行更为深远的探索。
用生命创造生命 6年前人类充当了“造物主”
要说明白克里格·文特尔所做的工作，还需要我们按着时间的顺序，从头说起。
上世纪50年代，美国生物化学家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克首次发现了DNA分子的双螺旋结构。从那时起，生命科学的发展进入了一个全新的时代。在首次触碰到生命背后的内容之后，生物学家的研究也逐渐向更为微观的领域倾斜。在随后的半个世纪里，分子克隆技术的发明和发展使得它逐渐成为生物学家的有力工具，容许他们自由地操纵自然造物携带的基因密码。
每一个生活在地球上的物种都有属于自己的遗传信息，这些遗传信息被以DNA的形式储存下来，并随着物种的繁衍一代一代地传递下去。这些被称为“基因”的遗传信息千变万化，最终造就了地球上的芸芸众生。对于不同的物种来说，携带基因的数量和种类千差万别。从另一个角度来看，基因就像物种的“身份证”，它们的存在是独一无二的。
生物学家一直在尝试用人为的方式来改变物种的基因序列，从而赋予它们更适应人类需求的特性。近年来热议的“转基因植物”就是其中一例。然而，无论怎样改变它们的基因组，生物学家都没有真正改变物种本身。抗虫的棉花依旧是棉花，抗药的水稻也依然是水稻。
直到2010年，有一名生物学家悄悄跨过了物种之间的界限。他按照自己的意愿，“创造”了一个绝不属于自然界的细胞。这名扮演了“造物主”角色的科学家，叫做克里格·文特尔。
如果我们认为生物体是一台具有复杂功能的电脑，那么我们可以将它们背后的基因组视为这台电脑的操作系统。而既然基因和生物的关系与操作系统和电脑的关系类似，那么应当可以给一个细胞“重装”一个新的基因组。带着这样的猜想，文特尔带领着自己的课题组开始了最初的研究。他们把目光放在一种叫做支原体的细菌上，这种细菌携带细菌中最小的基因组，这容许人们轻易获取它的基因序列并进行复制和移植。
文特尔的研究团队首先对一种叫做丝状支原体的细菌的基因序列进行了测定，并试图按照这一序列人工合成一套全新的基因序列。2008年，文特尔宣布自己获得了丝状支原体的基因序列。尽管当时这一序列无法被移植到其他细胞之中，文特尔依然兴奋地宣布“这是首个合成细胞，它的母亲是人类的计算机”。在随后的两年中，文特尔对这一基因组进行了不断地修饰，最后成功将这个“计算机的女儿”移植到另一种被称为山羊支原体的细菌中，并将其命名为“辛西娅”（意为合成儿）。
这是生命科学史的又一个里程碑。人造的“辛西娅”能够像正常细胞一样进行复制和繁殖，一代一代地传递由计算机赋予的遗传信息。它携带的基因序列包含901个基因片段，由108万对碱基组成。在它的基因序列上，参与辛西娅计划的46名科学家以水印的方式留下了自己的名字。而作为项目的主导者，克里格·文特尔还在辛西娅的基因序列上留下了一句意味深长的话：
“生存、犯错、倒下、战胜，用生命创造生命。”
这句来自爱尔兰作家的诗句，也代表了这位有些“疯狂”的科学家对辛西娅的期望。
去除全部“非必需”基因 制造自然界最简单生命
现在，我们可以来说明克里格·文特尔最新的工作是怎么回事了。
6年前辛西娅的问世，在科学界引起了巨大的震荡，来自伦理学和宗教界的质疑纷至沓来。不少科学家担心这一从未出现过的全新物种会带来生态和环境方面的难题，而宗教人士则纷纷声讨妄图扮演“上帝”的克里格·文特尔。就在这些混杂了愤怒和质疑的声音还回荡在媒体之间时，文特尔早已带领课题组悄然向前迈进了。
在文特尔的眼中，尽管亲手创造的“辛西娅”是一个成功的生物，但它还远没到完美的程度。而其中一个可供改进的点，就是辛西娅仍显庞大的基因组。文特尔认为，这台生物“电脑”所包含的“操作系统”，可能带有大量无关紧要的“程序”，他希望能够彻彻底底地对它进行一次精简。
想精简电脑上的应用，首先要做的当然是搞清楚，哪些应用可以删掉，哪些应用不能删掉。而对于辛西娅来说，文特尔必须要搞清楚在它携带的901个基因片段中，哪些是生存必需的，哪些又是冗余非必需的。为此，文特尔首先对辛西娅的基因进行了一次“鸟枪式”删除——随机删掉901个基因中某一个，然后检测失去了这个基因，辛西娅还能不能活下去。依据这一部分的结果，文特尔得到了这些“多余基因”的名单。下一步，他应该就要将它们全部删掉。然而，就在这一步，他遇到了麻烦。
在生物体中常常会有这样的情况：某一项生物功能，由多个基因共同执行。当某个基因缺失时，另外的基因能够补足它的功能，使得失去其中的一个并不会对生物体造成麻烦。在文特尔的实验中，这些“失去也不会有问题”的基因会被划到“非必需，可删”的文件夹里。但当负责这一功能的全部“非必需”基因统统被删除后，问题可就来了。
文特尔意识到，删掉所有看起来无关紧要的基因是不可行的，但他又很难确切地知道哪些基因应该保留。怎么办？在这里，文特尔采用了一个很聪明的做法：他将能够复制的初代“辛西娅1.0”基因组切成了八段，将删掉了全部非必需基因不能进行复制的“辛西娅1.0+”基因组也切成了八段。然后他将不同的基因片段随机组合，来试图寻找那些能够进行复制的融合体。在找到这样的融合体之后，他就可以按照“辛西娅1.0”基因组上的内容补足“辛西娅1.0+”缺失的那部分基因，从而最大程度地精简辛西娅1.0上的基因组。
按照这样的做法，文特尔获得了精简后的辛西娅2.0。对比它的“母亲”，6年前震动世界的辛西娅1.0，辛西娅2.0的基因组缩小了40%。文特尔随后对辛西娅2.0又进行了一次“鸟枪式”删除，而这一回，可就没有找到太多的冗余基因。不过最后他们还是成功地在辛西娅2.0的基础上再次进行了小小的精简，最终得到的辛西娅3.0只有473个基因——接近半数的辛西娅1.0基因被这样删除了。文特尔由此得到的新版“辛西娅”，也成了细菌中最小的“操作系统”。
最简生命
搭建人造生命基石
自从人们掌握了能够修改基因的工具以来，随心所欲地制造自然界中并不存在的物种就是许多人的梦想。你可曾梦想过长出各类鲜果的树？或者能够治疗绝症的草？而至少目前，我们和这样的人造生物相距还很遥远。生物学家在进行这样的“创造”时面临的最大障碍，是人们无法随心所欲地改变自然界中早已存在的物种。
是的，我们或许能够制造出抗虫的棉花或者更为高产的水稻，但我们无法改变“棉花是棉花，水稻是水稻”这个事实。而这样的事实将会极大束缚我们的想象力，使得我们无法创造真正令自己满意的东西。对于文特尔来说，他的“辛西娅”代表了最为简单的生命形式。他的研究能够告诉我们的是：维持一个生命，最少需要哪些元件。而这，对于将生物学家从现有的物种中解放出来至关重要。
目前，“辛西娅”还只是“辛西娅”，一个仅仅能在实验室中繁殖的简单生命。但随着生命科学研究的日益深入，人们终将会发现，“辛西娅”将成为未来所有人造生命诞生的基石。生物学家将在“辛西娅”的土壤上，利用不同的基因“元件”和“模块”，像孩童用积木搭造城堡一样，自由地创造自己所需的生命形式。