构建生命

○张 蓉

将“人造生命”的概念科学地阐述并付诸实践的人，是计算机领域的“鼻祖”——冯·诺依曼，他认为，生命系统最重要的特征，是生命的自我复制。他和斯坦尼斯瓦夫·乌拉姆一起定义了元胞自动机的概念。

合成生物学，就是利用合成的方法来创造新的生物信息，比如合成蛋白质、合成生物药物，当然，还有合成生命。

2010 年，克雷格·文特尔团队利用化学合成的方法，构建出修改过的“丝状支原体亚种”（Mycoplasma mycoides）的DNA，包含有901 个基因、抵抗抗生素基因和一些没有实际功能的人造DNA，再把它导入受体细菌里。

文特尔为他创造的“人造生命结构”起名为“辛西娅”（Synthia），意为“人造儿”。

通过类似的方法，可以合成出比细菌更复杂的真核生物的染色体。

依靠合成生物学，我们可以实现人造生命吗？

2020 年，计算科学家和生物学家合作，制作出了由多细胞构成的“生物机器人”，通过类似进化的算法反复模拟尝试，终于设计出了由收缩细胞和被动细胞组成的生物体结构。因为原始细胞来自于非洲爪蟾（Xenopus laevis），这个“生物机器人”被命名为“Xenobot”。

通过计算机模拟设计，Xenobot 可以有规律地推动小颗粒前进。

2022 年，研究者将两层心肌细胞排布在人造小鱼尾部的两侧，通过心肌细胞自主产生的收缩力，让左右心肌细胞产生相反的作用力，小鱼就可以像心脏跳动一样，有规律地摆动尾巴。

研究者们采集了小鼠的胎脑神经元，将人类的干细胞诱导成神经元，分别将它们置于培养皿中，再搭建一套DishBrain——皿中之脑。

研究者训练这个“皿中之脑”玩一个很简单的乒乓球小游戏“Pong”——把白色的小球打到对面去。结果令人非常满意。

研究者们开发人造生命，除了对生命的探索之外，还可以在这个相对简单的细胞模型上建模、推导，对细胞内的生物代谢过程进行更深入的研究，尝试利用生物学特性和高效的自我修复能力，来给药物运输或者内外科手术提供帮助。