人造DNA已經有了，下一步會是人造人嗎？

科學家計劃在十年內，完全用人工合成手段，在活細胞內製造出正常運轉的基因組，預計耗資10億美元。

2015年7月，100名基因學家在紐約基因組研究中心齊聚一堂，探討酵母這種生物。酵母細胞擁有1200萬個鹼基對，是科學家試圖以人工方式合成的最大基因組。

作為軟體公司Autodesk生物/納米研究團隊的研究員，安德魯·黑塞爾（Andrew Hessel）受邀在會上發言。觀眾中有人向他提問：下一步，我們該合成哪種生物？「我當時說，看看你們周圍，我們總共就這麼些人，卻做著世界上最前沿的基因工程。」黑塞爾回憶起當時的場景，「我們何不著眼歷史，把目標設高一點，要麼不做，要做就做人類基因組。」

這席話引發了一場小組討論，而討論的內容也久久縈繞著黑塞爾。過了不久，他聯繫上了哈佛大學頗具聲望的基因學家喬治·徹奇（George Church），看他是否有興趣發起一項計劃，而這項計劃的本質，說白了就是「人類基因組計劃2.0」。「於我而言，這是水到渠成之事。」黑塞爾回憶說，「我們既然能解讀、分析人類基因組，就應該能編寫它。」

一年之後，他當初的大膽設想變成了現實。2016年5月，科學家、律師和政府代表相聚哈佛，探討人類基因組編寫計劃。該計劃旨在以化學合成的DNA為基礎，構建出完整的人類基因組。它將建立在「人類基因組計劃」的基礎之上，這個已經完成的計劃耗資30億美元，繪製出了人類基因組中的所有鹼基對。

這場活動有兩個帶頭人：一個是徹奇——他的實驗室正在合成擁有450萬個鹼基對的大腸桿菌基因組；另一個是紐約大學醫學院基因學家傑夫·博克（Jef Boeke），從事於酵母合成項目。「我們都意識到，我們對這兩個基因組已經非常了解，是時候更進一步了。」徹奇說。

若能走到這一步，幾小時寫出大型基因組這種事也是完全有可能的」——安德魯·黑塞爾

會後，《科學》雜誌發表了一篇文章，正式公布該小組的提議：大力推進DNA合成技術，讓人工合成基因組變得更容易、速度更快、成本也更低。目前，我們可以合成DNA短鏈，最多大約200個鹼基對，但一般的基因都有數千個鹼基對。而即便是短鏈的合成，當前也存在效率低、成本高、速度慢的問題。但在生物學中，這個過程又不可或缺，從癌症研究，到疫苗研發，各種實驗都以它為基礎。對科學家而言，這就好比一台不得不用、但又極不好用的儀器。

人類基因組擁有多達30億個鹼基對，它們被視為該項目的終極目標。科學家計劃在十年內，完全用人工合成手段，在活細胞內製造出正常運轉的基因組，預計將耗資10億美元，其成果將對現實世界產生廣泛影響。但科學家表示，就目前情形來看，它主要還是依賴合成生物學的技術進步。不過，該計劃於去年5月公布后，有些人對此反應冷淡。由於主辦方決定不對媒體開放，幾位受邀科學家拒絕出席會議。徹奇表示，這些科學家之所以沒有參加，是受到論文禁止提前發布這一規定的限制。

一些人還有更大的擔憂：人工合成基因組引出了「基因專利」這個令人不安的倫理問題。還有人擔心「定製版人類」和沒有雙親的嬰兒——基因編輯技術CRISPR也引發了同樣的討論。美國國家衛生研究院院長弗朗西斯·柯林斯（Francis Collins）坦言：「從讀取DNA到編寫DNA，這是一個順理成章的過程。」不過他也提醒說，任何計劃，只要會對現實世界產生影響，就必須「從不同角度展開廣泛討論，尤其要囊括公眾這個角度。」

我們能否在實驗室合成人類基因組？就連這個問題，目前都不好說，實驗室外的應用就更加遙不可及了。無論如何，這一計劃的潛在成果之中，沒有什麼東西會「像人造嬰兒這般令人興奮。」黑塞爾說：「會後的很多議論都荒誕至極，全是誤傳和誤解，我們看看也就罷了。」

人類基因組編寫計劃的核心目標是改進DNA合成技術，便於寫出更長鏈的遺傳物質。DNA的合成方式如下：先用軟體設計出DNA鏈的布局，然後實驗室機器參照該模板，進行合成和組裝。整套工藝目前還處在很初級的階段，只能生產較短的DNA片段。但黑塞爾認為，若能改進軟體性能，我們就可以提高基因組設計和列印的精度，比如對酶加以利用，像人類細胞一樣構建DNA。「若能走到這一步，幾小時寫出大型基因組這種事也是完全有可能的。」他說。

在此過程中，我們也可能合成一些小型植物和動物的基因組。這種技術有一個主要的用武之地，就是創造活細胞，用於藥品測試。全基因組合成還有望降低基因編輯的成本。「基因剪刀」CRISPR實現了DNA的定點精確編輯，但如果能合成完整的基因組，就能一次性編輯數千個位點。徹奇認為，我們也許能通過此類編輯，實現基因組對多種病毒的抵抗能力。

不過在黑塞爾看來，這些不過是人類基因組編寫計劃的「副產品」：該計劃的真正目標，是為技術進步提供基礎動力，最終實現長期性的益處。「鑒於這些合成技術都呈指數級增長態勢，我們應該持續推動這類進步，而不是不顧代價，盲目推進。」徹奇說。20年後，合成人類基因組的費用有望降至10萬美元，而十年前，其成本估計要120億美元。

未來幾個月，科學家將努力讓人類基因組編寫計劃付諸實施，而這要視經費情況而定。Autodesk已承諾投入25萬美元，但主辦方想在2017年年底前，落實1000萬美元的經費。與此同時，他們將讓更多的人關注人類基因組編寫計劃。「這是一種強大的通用技術，我們可以藉助這種技術，將人類意圖注入生命這台機器。」黑塞爾說，「所以，我想讓它儘可能地開放、透明，儘可能多受關注。對（基因組編寫）這事兒，我們可得非常擅長才行。」

翻譯：雁行

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