再创 x The Economist丨未来—解放生物学

来源：再创丨Regenesis

"Think of it as a tune not yet composed, or the catnip scent of a lost flower reimagined and smelled, as if blooming for the first time."

编译：高元力

来源：The Economist

原文标题：The future—Liberation biology

1  生命所为何？

人们常说21世纪是生物学的世纪，正如20世纪是物理学的世纪以及19世纪是化学的世纪一样。合成生物学的无穷潜力支持了这种论断；生命将被重新编程，生产新的产品，以新的形式帮助人类的生活。

然而实现这一点并非易事。理解生物处理信息和控制自身的能力，远比操纵软件和硬件更具难度。花费数年时间来构建线路或逻辑门固然在医疗领域极富前景，但这其实只是迈向人类能够以用编码器控制计算机的方式控制生命的未来的小小一步。

目前合成生物学的发展具有早期计算机革命的一些特征，但是二者之间仍然存在一些关键差异。其中一点是，创造现代计算机世界的人并没有强大的计算机去辅助完成他们的工作。如今的合成生物学工作以计算机革命为基础发展，而又反过来加速计算机革命的进程。加州理工学院的 Frances Arnold 将生命的编码比作进化谱写的交响乐，而现在的生物设计还处于学习握笔的阶段。这也是她为什么喜欢利用进化去重塑物质，而不是进行从头设计。但这种进化是由机器学习和人类创造力引导的进化，由此来谱写人类想要的歌曲。人们曾经想象过这样的事情。在20世纪早期，受到遗传学启发的科学家和作家描绘了“生物乌托邦”（biotopias），在H.G. Wells的“Men Like Gods”(1923)中，植物“经过驯化与培育，可以制造出新的具有人们所需性质的物质，如蜡、树脂、精油等”。在 Charlotte Perkins Gilman 的“Herland”(1915)中，孤雌生殖的女性种族生活在一个群落 Eden 中，她们通过科学塑造了满足各种需求的东西。

正如历史学家 Jim Endersby 指出的那样，“生物乌托邦”（biotopias）的一些方面震撼了现代人的神经。一方面，他们的居民改造自己以及环境。Wells 等优生学家认为这完全没有问题，而 Aldous Huxley 则在著作“Brave New World”(1932)中反对这种把人类视作工具的方式。合成生物学肯定会陷入“后-优生”的讨论中，这在今天的CRISPR事件中已经凸显出来。

早期生物学的观点对当今的争论也会有所启发。Wells 和 Gilman认为故意消灭物种没有问题；这是一种合理的、甚至是自然的有利秩序。现在这种想法在现实应用中的可能性正在被激烈的讨论。“基因驱动（Gene drives）”, 一种利用性传播不育的遗传系统，提供了一种CRISPR技术应用于消除疾病传播媒介的方式，比如消除传播疟疾的蚊子。

有些人看到每年数十万人因疟疾而死，认为这是个极佳的解决方案，而且环境中有很多不传播疟疾的蚊子去填补生态空缺。但是其他人则关心人们有什么权利去灭绝其他物种，他们会给其他那些不那么可有可无的昆虫带来什么样的影响，以及他们会获得什么形式的知情同意。在这种讨论之下，由Bill and Melinda Gates Foundation资助的“基因驱动”研究越来越明智地在小范围和短时间内减少蚊子的数量以阻断传播链，而非造成全球性的持久影响。Wells 的“生物乌托邦”的一个特征就是昆虫种群枯竭，以至于无法养活夏季的燕子。合成生物学家正在试图通过减少杀虫剂的使用来解决的这一可能问题，而不是使工程化改造的生物加剧这种效应。

2  海雀的复生

不仅仅是现在的“生物乌托邦”人们不愿意灭绝，人们正在讨论利用现有的技术扭转这种趋势，“复活”旅鸽、大海雀、猛犸象、美国板栗等。保存在博物馆或永久冻土中的基因组可以被测序，而且在相关物种的基因组可以被重编程以产生与灭绝生物类似的基因组。在这个方向的小尝试是使银杏产生已经灭绝的一种芙蓉的味道。

这种想法也遭到了质疑，甚至是抵触。有些人认为这样的结果将是创造出一种保留了已经失去的东西、而非恢复其本质的新生物。一些环保主义者也认为这是一个怪圈，他们在运动开展中经常遇到: 专注于一些“高调”的物种，却忽视了其它不那么迷人的物种的所遭受的大规模破坏。但最近国际自然保护联盟的一份报告发现，保护需要新的工具，而合成生物学在这方面提供了机会，但同时也带来了需要根据具体情况和预防方案来评估的直接或间接风险。一些生态保护者十分希望看到“基因驱动”如何很好地消灭岛上的入侵物种。

如此激进的工具可能被用来做保护而不是破坏，这看起来可能有些矛盾。但是值得考虑的是，合成生物学所带来的变化可以在技术和概念层面上重塑人类与自然界的关系，同时不会给日常生活带来混乱。正如 Zach Weinersmith 在 “Soonish” 一书中所说，合成生物学可能 “像 Frankenstein, 只不过这个怪物把整本书的篇幅都花在了制药和工业投入上”。

在今年2月份于圣地亚哥举办的“Build-a-Cell”研讨会上，许多研究人员指出，向公众传达他们从基本原理出发、创造基因组和细胞的雄心壮志非常困难。如果你欣赏这种没有祖先的生命在概念上的勇敢，或是在25年前讨论这样的一件事就会显得疯狂，这是令人惊奇的。如果你不这么认为，这种合成生命似乎只是，嗯，更多的生命。生命既是一个奇迹，又是最平常不过的事物。“Cell is a cell is a cell.”

让我们回想历史上的哥伦布大交换。将新世界和旧世界的生态系统混合在一起是生物学和人类历史的一件大事。它造成了人口的锐减，并彻底改变了人们的生活方式。但是今天印度人烹饪辣椒，德国人吸烟斗，墨西哥人欣赏自由奔跑的野马的时候，很少想到背后奇妙的生物学原理。合成生物学的创新可以类似地编织到世界的背景之下，而不会产生伴随的痛苦。

然而，即使人与自然的关系中最细微的改变，也可能给一些人带来伤害，因为往往那些最贫穷的人最依赖的东西就是与自然的互动。如果合成生物学用更便宜的人造产品取代珍贵的天然产品，它将打破这种人与自然的联系，而这种联系不仅极富意义，而且在经济上也很重要，尤其是对发展中国家的人们来说。

拿香草荚为例。香草中的重要气味分子已经由化学家合成，然而，香草荚包含一系列相关分子，这些分子提供了更丰富的东西，消费者因此珍视他们。现在合成生物学产品的微妙程度可能与自然相当，甚至超越自然。因此斯坦福大学的 Endy 博士在合成生物学讨论会上遇到一位墨西哥香草农民时以为他会发出抗议，但恰恰相反，他发现那位农民非常热情。香草除了是他的生计所在，也是他仪式感的来源、慰藉的源泉和故事的承载者。他认为，如果合成生物学使用得当，不仅不会取代香草，还会对它带来改进。合成生物学可以带来珍贵的香味，以及全新的故事。人与植物之间的联系可能会加深，而不会被取代。

人们很容易认为被重新编程的生命是一种简单的、商业用途的、卑微的生命，随着细胞和实验室的机器越来越紧密地结合在一起，他们将缩小本应位于二者之间的人类或是自然的空间。但是另一方面，在这个空间之中，新的知识也可能萌生，带来对“生命是什么，生命可以是什么”的新的理解。可以把它想象成一首尚未完成的曲子，或者是一缕逝去的猫薄荷的清香，正如它初次绽放时一样。