人造DNA已经有了，人造基因组或许也不远（下一步会是人造人吗？）

2015年7月，100名基因学家在纽约基因组研究中心齐聚一堂，探讨酵母这种生物。酵母细胞拥有1200万个碱基对，是科学家试图以人工方式合成的最大基因组。

作为软件公司Autodesk生物/纳米研究团队的研究员，安德鲁·黑塞尔（Andrew Hessel）受邀在会上发言。观众中有人向他提问：下一步，我们该合成哪种生物？“我当时说，看看你们周围，我们总共就这么些人，却做着世界上最前沿的基因工程。”黑塞尔回忆起当时的场景， “我们何不着眼历史，把目标设高一点，要么不做，要做就做人类基因组。”

人类基因组计划2.0的带头人之一乔治·彻奇，在2014年关于人类基因科学与合成生物学发展前景的演讲

这席话引发了一场小组讨论，而讨论的内容也久久萦绕着黑塞尔。过了不久，他联系上了哈佛大学颇具声望的基因学家乔治·彻奇（George Church），看他是否有兴趣发起一项计划，而这项计划的本质，说白了就是“人类基因组计划2.0”。“于我而言，这是水到渠成之事。”黑塞尔回忆说，“我们既然能解读、分析人类基因组，就应该能编写它。”

一年之后，他当初的大胆设想变成了现实。2016年5月，科学家、律师和政府代表相聚哈佛，探讨人类基因组编写计划。该计划旨在以化学合成的DNA为基础，构建出完整的人类基因组。它将建立在“人类基因组计划”的基础之上，这个已经完成的计划耗资30亿美元，绘制出了人类基因组中的所有碱基对。

杰夫·博克（Jef Boeke）

这场活动有两个带头人：一个是彻奇——他的实验室正在合成拥有450万个碱基对的大肠杆菌基因组；另一个是纽约大学医学院基因学家杰夫·博克（Jef Boeke），从事于酵母合成项目。“我们都意识到，我们对这两个基因组已经非常了解，是时候更进一步了。”彻奇说。

——安德鲁·黑塞尔

会后，《科学》杂志发表了一篇文章，正式公布该小组的提议：大力推进DNA合成技术，让人工合成基因组变得更容易、速度更快、成本也更低。

目前，我们可以合成DNA短链，最多大约200个碱基对，但一般的基因都有数千个碱基对。而即便是短链的合成，当前也存在效率低、成本高、速度慢的问题。但在生物学中，这个过程又不可或缺，从癌症研究，到疫苗研发，各种实验都以它为基础。对科学家而言，这就好比一台不得不用、但又极不好用的仪器。

安德鲁·黑塞尔（Andrew Hessel）

人类基因组拥有多达30亿个碱基对，它们被视为该项目的终极目标。科学家计划在十年内，完全用人工合成手段，在活细胞内制造出正常运转的基因组，预计将耗资10亿美元，其成果将对现实世界产生广泛影响。

但科学家表示，就目前情形来看，它主要还是依赖合成生物学的技术进步。不过，该计划于去年5月公布后，有些人对此反应冷淡。由于主办方决定不对媒体开放，几位受邀科学家拒绝出席会议。彻奇表示，这些科学家之所以没有参加，是受到论文禁止提前发布这一规定的限制。

一些人还有更大的担忧： 人 工合成基因组引出了“基因专利”这个令人不安的伦理问题。还有人担心“定制版人类”和没有双亲的婴儿——基因编辑技术CRISPR也引发了同样的讨论。

美国国家卫生研究院院长弗朗西斯·柯林斯（Francis Collins）坦言：“从读取DNA到编写DNA，这是一个顺理成章的过程。”不过他也提醒说，任何计划，只要会对现实世界产生影响，就必须“从不同角度展开广泛讨论，尤其要囊括公众这个角度。”

我们能否在实验室合成人类基因组？就连这个问题，目前都不好说，实验室外的应用就更加遥不可及了。无论如何，这一计划的潜在成果之中，没有什么东西会“像人造婴儿这般令人兴奋。”黑塞尔说：“会后的很多议论都荒诞至极，全是误传和误解，我们看看也就罢了。”

人类基因组编写计划的核心目标是改进DNA合成技术，便于写出更长链的遗传物质。DNA的合成方式如下：先用软件设计出DNA链的布局，然后实验室机器参照该模板，进行合成和组装。整套工艺目前还处在很初级的阶段，只能生产较短的DNA片段。

但黑塞尔认为，若能改进软件性能，我们就可以提高基因组设计和打印的精度，比如对酶加以利用，像人类细胞一样构建DNA。“若能走到这一步，几小时写出大型基因组这种事也是完全有可能的。”他说。

在此过程中，我们也可能合成一些小型植物和动物的基因组。这种技术有一个主要的用武之地，就是创造活细胞，用于药品测试。全基因组合成还有望降低基因编辑的成本。“基因剪刀”CRISPR实现了DNA的定点精确编辑，但如果能合成完整的基因组，就能一次性编辑数千个位点。彻奇认为，我们也许能通过此类编辑，实现基因组对多种病毒的抵抗能力。

不过在黑塞尔看来， 这些不过是人类基因组编写计划的“副产品”：该计划的真正目标，是为技术进步提供基础动力，最终实现长期性的益处。

“鉴于这些合成技术都呈指数级增长态势，我们应该持续推动这类进步，而不是不顾代价，盲目推进。”彻奇说。20年后，合成人类基因组的费用有望降至10万美元，而十年前，其成本估计要120亿美元。

乔治·彻奇（George Church）

未来几个月，科学家将努力让人类基因组编写计划付诸实施，而这要视经费情况而定。Autodesk已承诺投入25万美元，但主办方想在2017年年底前，落实1000万美元的经费。

与此同时，他们将让更多的人关注人类基因组编写计划。“这是一种强大的通用技术，我们可以借助这种技术，将人类意图注入生命这台机器。”黑塞尔说，“所以，我想让它尽可能地开放、透明，尽可能多受关注。对（基因组编写）这事儿，我们可得非常擅长才行。”

翻译：雁行

来源：Wired

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