如果你對(duì)生物學(xué)的記憶還停留在“DNA是生命的藍(lán)圖”,那你可能會(huì)被驚到——那張“藍(lán)圖”不僅模糊,而且隨時(shí)在變。
最近有兩件事讓我重新思考生命到底是什么。
一是今年4月29日,基因組學(xué)先驅(qū) 文特爾 (J. Craig Venter)因癌癥治療并發(fā)癥在圣迭戈去世,享年79歲。這位被稱為“人造生命之父”的科學(xué)狂人,一生都在試圖將生命“數(shù)字化”。他曾在2010年制造出世界上第一個(gè)“人造生命”,把一串計(jì)算機(jī)里設(shè)計(jì)的DNA塞進(jìn)細(xì)菌,讓它活了過(guò)來(lái)。
二是正在讀的菲利普·鮑爾的《生命傳》,這本書(shū)系統(tǒng)地拆解了我們過(guò)去對(duì)基因的所有迷信。
這兩個(gè)人,代表兩種態(tài)度,一個(gè)狂熱,一個(gè)理性。放在一起,恰好拼出了生物學(xué)正在經(jīng)歷的一場(chǎng)認(rèn)知革命。
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1
Venter:差點(diǎn)壟斷人類基因組的“科學(xué)狂人”
文特爾的人生,比好萊塢電影還要傳奇:
當(dāng)過(guò)越戰(zhàn)老兵,做過(guò)追風(fēng)沖浪少年,最后逆襲成敢和六國(guó)頂尖科學(xué)家正面叫板的基因極客。
他有一個(gè)顛覆傳統(tǒng)的觀點(diǎn):生命本質(zhì),其實(shí)可以被解碼成一串?dāng)?shù)字代碼,還能被大規(guī)模讀取、解析。
上世紀(jì) 90 年代,他率先推動(dòng)表達(dá)序列標(biāo)簽(EST)技術(shù);1998 年直接創(chuàng)立塞萊拉公司,高調(diào)放話:要用霰彈槍測(cè)序法,三年搞定人類基因組全測(cè)序,速度碾壓官方國(guó)際人類基因組計(jì)劃。
要知道,當(dāng)時(shí)官方團(tuán)隊(duì)已經(jīng)埋頭苦干 8 年,基因組測(cè)序才勉強(qiáng)完成 3%。
文特爾的思路簡(jiǎn)單又大膽:把整條基因組拆成無(wú)數(shù)小片段,逐段測(cè)序,再用計(jì)算機(jī)算法重新拼接組裝。
這套打法一開(kāi)始被主流科學(xué)家集體質(zhì)疑、嘲諷,覺(jué)得太過(guò)魯莽、根本不靠譜。
可結(jié)果狠狠打臉?biāo)腥耍核采宦纷汾s、逆風(fēng)翻盤,2000 年和官方團(tuán)隊(duì)同步公布人類基因組工作草圖,震動(dòng)全球科學(xué)界。
更瘋狂的還在后頭:他一度打算把整個(gè)人類基因組申請(qǐng)專利,想把生命密碼攥在自己手里、近乎壟斷。
這個(gè)想法瞬間引爆全球輿論,迫于巨大壓力,克林頓與布萊爾不得不聯(lián)合發(fā)聲,明確要求:人類基因組數(shù)據(jù)必須免費(fèi)向全世界公開(kāi)。
文特爾一手推動(dòng)的測(cè)序工業(yè)化,奠定了今天基因檢測(cè)、精準(zhǔn)醫(yī)療、腫瘤基因分型等所有技術(shù)的根基。
正如他在2025年采訪中坦言:如今幾乎沒(méi)有任何一款新藥研發(fā),能繞開(kāi)人類基因組信息的加持和影響。
但文特爾帶給世界最大的震撼,還不是基因組測(cè)序,而是人造生命。
2010年,他的團(tuán)隊(duì)官宣造出全球首個(gè)人工合成細(xì)胞:把原有細(xì)菌的原生基因組完整剔除,再植入一套人工全合成的基因組,成功重啟生命體,實(shí)現(xiàn)自我復(fù)制繁衍。
他給這人造細(xì)胞取名“Synthia”,寓意純粹人工合成的生命產(chǎn)物。
以往給細(xì)菌轉(zhuǎn)基因,只是小修小補(bǔ)、局部修改基因片段;而文特爾做的是徹底更換基因組,整套基因全部人工打造。只保留細(xì)菌原有細(xì)胞膜和蛋白結(jié)構(gòu)。
但他的野心遠(yuǎn)不止改造細(xì)菌。
在《生命的未來(lái):從雙螺旋到合成生命》一書(shū)中,文特爾拋出了一個(gè)極具顛覆性的大膽暢想:倘若火星上安置一臺(tái)基因測(cè)序設(shè)備,能讀出“火星生命”的完整DNA序列;只需花費(fèi)4.3分鐘,把這份基因編碼傳回地球,我們就能在地球?qū)嶒?yàn)室里,從零重構(gòu)出“火星生命”。
如果之前沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)北京大學(xué)的恐龍蛋化石基因測(cè)序研究,一定會(huì)覺(jué)得文特爾這番腦洞大開(kāi)的言論驚世駭俗。
如果復(fù)原恐龍基因,就能實(shí)現(xiàn)物種復(fù)活,那么重構(gòu)“火星生命”,在邏輯上其實(shí)并非遙不可及。
世間很多狂妄大膽的構(gòu)想,看似不過(guò)隨口吹牛,至少在真正落地成真之前。
2
《生命傳》:基因不是答案,而是問(wèn)題的開(kāi)始
如果說(shuō)文特爾是用實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)我們對(duì)生命的理解,那么鮑爾的《生命傳》則是從理論上徹底拆解了我們熟悉的基因敘事。
鮑爾做過(guò)搖滾樂(lè)手,也在《自然》雜志做過(guò)20年的編輯,曾擔(dān)任BBC電臺(tái)“科學(xué)的故事”欄目的出品人和主持人。如今,他是英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員、歐盟委員會(huì)合成生物學(xué)專家團(tuán)成員,并擔(dān)任《化學(xué)世界》雜志董事成員。作為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目破兆骷遥U爾已出版20多部著作,包括一部跟中國(guó)有關(guān)的作品《水:中國(guó)文化的地理密碼》。
《生命傳》 這本書(shū)的核心觀點(diǎn)很簡(jiǎn)單,卻很有顛覆性:基因不是生命的劇本,更不是決定命運(yùn)的指令。
過(guò)去我們以為,DNA上的信息就像一個(gè)程序,細(xì)胞像計(jì)算機(jī)一樣讀取它,然后生產(chǎn)出相應(yīng)的蛋白質(zhì),最終決定我們的身高、智力、疾病風(fēng)險(xiǎn)。但事實(shí)遠(yuǎn)非如此。
鮑爾在書(shū)中指出,同一個(gè)基因可以產(chǎn)生多種不同的蛋白質(zhì),具體產(chǎn)生哪一種,取決于細(xì)胞類型和環(huán)境。
皮膚細(xì)胞和肝細(xì)胞擁有完全相同的DNA,卻表現(xiàn)出截然不同的功能。
這意味著,信息是雙向流動(dòng)的——細(xì)胞的狀態(tài)會(huì)反向影響基因如何被“解讀”。
鮑爾用了一個(gè)非常生動(dòng)的比喻:生命不是機(jī)器。
人類歷史上,我們從沒(méi)造出過(guò)一臺(tái)能像生物體這樣運(yùn)作的機(jī)器。
機(jī)器靠精確的零件和嚴(yán)格的程序運(yùn)轉(zhuǎn),但生命充滿了“噪聲”和隨機(jī)性。
分子并不總是出現(xiàn)在它們“應(yīng)該”在的位置,也不總是保持它們“應(yīng)該”有的形狀——可生命依然穩(wěn)健地運(yùn)行著。
為什么?因?yàn)樯欠謱拥摹?/p>
從分子到細(xì)胞、從組織到器官,每個(gè)層級(jí)都有自己的規(guī)則。就像俄羅斯套娃,一層套一層,每層的邏輯都不一樣。
這就是所謂的涌現(xiàn)性:生命不是“拼積木”,而是 更高層 級(jí)的組織方式讓“活著”這件事成為可能。
3
文特爾與鮑爾:同一枚硬幣的兩面
文特爾和鮑爾看似立場(chǎng)對(duì)立,實(shí)則更像一枚硬幣的正反兩面,從兩個(gè)截然不同的視角,互補(bǔ)詮釋生命的本質(zhì)。
當(dāng)初文特爾團(tuán)隊(duì)嘗試人工設(shè)計(jì)“最小細(xì)胞”時(shí),有了一個(gè)意外發(fā)現(xiàn):
生命并不能只靠我們認(rèn)定的“有用基因”拼接而成,那些功能不明、看似多余的基因,同樣不可或缺。
這也印證了一件事:生命遠(yuǎn)不是簡(jiǎn)單的零件組裝,遠(yuǎn)比我們想象的更復(fù)雜。
文特爾的人造細(xì)胞實(shí)驗(yàn),反而從側(cè)面印證了鮑爾的核心觀點(diǎn):生命不是某一種物質(zhì),而是一套獨(dú)特的組織方式。
生命的關(guān)鍵,從來(lái)不在于由什么基因、什么材料構(gòu)成,而在于這些組分如何排布、如何協(xié)同、如何形成一套自運(yùn)轉(zhuǎn)的整體秩序。
這就像舞蹈,同一個(gè)舞者,在不同的編排下,可以跳出完全不同的生命之舞。
所以:生命的本質(zhì)是動(dòng)態(tài)過(guò)程,而非靜態(tài)物體。
文特爾雖然造出了初代人造細(xì)胞 “辛西婭”,但他的人工生命創(chuàng)造,始終止步于單細(xì)胞細(xì)菌層級(jí)。
后續(xù)研究也慢慢證實(shí):哪怕是最簡(jiǎn)單的人造細(xì)胞,也需要精密搭建細(xì)胞內(nèi)部的微環(huán)境與協(xié)作體系,才能真正 “活過(guò)來(lái)”。
基因,只是生命的其中一個(gè)零件,遠(yuǎn)遠(yuǎn)代表不了生命的全部。
也正因如此,文特爾有生之年,終究沒(méi)能實(shí)現(xiàn)重構(gòu) “火星人”的狂想。
說(shuō)到底,連火星人的 DNA 序列都無(wú)從獲取,第一道門檻就跨不過(guò)去。
這不禁讓人遐想:文特爾是否在去世前留存過(guò)自己的完整基因組?
或許比起再造火星生命,更現(xiàn)實(shí)、也更具想象空間的是:未來(lái)合成生物學(xué)技術(shù)足夠成熟,是否僅憑一份基因組,就能完成人的重生?
4
AI時(shí)代:我們?cè)撚迷鯓拥男抡Z(yǔ)言,重新讀懂生命?
在《生命傳》中,鮑爾提出了一個(gè)清醒的觀點(diǎn):
生命本身自帶復(fù)雜屬性,我們不能再用簡(jiǎn)單、片面的邏輯,去粗暴解讀生命。
人,從來(lái)不是被基因提前編好程序的機(jī)器人,而是在多層級(jí)、跨維度的相互作用中,不斷涌現(xiàn)、不斷演化的動(dòng)態(tài)生命體。
當(dāng) AI 時(shí)代全面到來(lái),一個(gè)靈魂拷問(wèn)隨之而來(lái):人工智能,會(huì)不會(huì)徹底改寫(xiě)我們對(duì)生命的認(rèn)知方式?
如果生命里的遺傳信息,可以像軟件代碼一樣被編輯、被改寫(xiě),那生命本身,算不算一套精密的信息處理系統(tǒng)?
更進(jìn)一步:AI有沒(méi)有能力,把這套生命信息系統(tǒng),一步步實(shí)現(xiàn)人工復(fù)刻與再造?
面對(duì)這種暢想,鮑爾并沒(méi)有持樂(lè)觀態(tài)度。
他認(rèn)為:計(jì)算機(jī)程序精準(zhǔn)可控、結(jié)果可預(yù)測(cè);但真實(shí)生命,自帶著天然的隨機(jī)性、模糊性和不確定性。
AI可以精準(zhǔn)模擬蛋白質(zhì)折疊、預(yù)判基因功能、解析生命底層規(guī)律,卻永遠(yuǎn)窮盡不了那個(gè)嘈雜、隨機(jī)、充滿變數(shù)的分子微觀世界。
AI可以計(jì)算生命的規(guī)律,卻永遠(yuǎn)算不出生命的“意外”——而恰恰是這些意外,讓生命如此迷人。
5
結(jié)語(yǔ):從“生命藍(lán)圖”到“生命傳”
《生命傳》的這個(gè)“傳”字很有意思。它不是“生命說(shuō)明書(shū)”,更不是“生命使用手冊(cè)”,而是一部關(guān)于生命如何演化、如何自組織、如何在混沌中創(chuàng)造秩序的“傳記”。
文特爾用合成生物學(xué)告訴我們,我們可以“制造”生命,但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠“理解”它。鮑爾則告訴我們,理解生命需要放下“簡(jiǎn)化論”的執(zhí)念,擁抱復(fù)雜、擁抱分層、擁抱不確定性。
我們不必害怕這種復(fù)雜性。正如鮑爾所說(shuō),生命的復(fù)雜性不是缺陷,而是它的本質(zhì)。
我們之所以能活到八九十歲,正是因?yàn)閺?fù)雜的生命系統(tǒng)有著驚人的穩(wěn)健性——它不依賴每個(gè)分子都出現(xiàn)在正確的位置,而是通過(guò)多層次的協(xié)同運(yùn)作,消化了無(wú)數(shù)的錯(cuò)誤和偶然。
基因不是生命劇本的編劇,它只是舞臺(tái)上的一盞燈——照亮了部分路徑,卻決定不了整場(chǎng)演出的走向。
也許,這才是對(duì)“生命如何運(yùn)作”最誠(chéng)實(shí)的回答。我們不需要找到一個(gè)“終極解釋”,就像我們不需要用一個(gè)公式概括一首詩(shī)。
生命的魅力,恰恰在于它的不可窮盡性。
(作者:張洪濤,筆名“一節(jié)生姜”,著有科普讀物:《吃什么呢?——舌尖上的思考》,《如果舌尖能思考》。可以談最前沿的醫(yī)學(xué)研究,也可以講最通俗的故事。本文僅作為醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展及健康保健常識(shí)科普,不作為任何醫(yī)療建議。若有不適,請(qǐng)盡快就醫(yī),遵醫(yī)囑對(duì)癥治療)
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