你敢信嗎？從0開(kāi)始直接設(shè)計(jì)并創(chuàng)造一個(gè)地球上從未有過(guò)的全新生命出來(lái)，這項(xiàng)研究來(lái)自英國(guó)劍橋醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)（MRC），發(fā)表在7月31日頂刊《科學(xué)》雜志上。

你沒(méi)看錯(cuò)，這群英國(guó)科學(xué)家推翻了造物主沿用了38億年的設(shè)計(jì)圖，像編寫(xiě)電腦代碼一樣，成功制造出一種名為Syn57的全新大腸桿菌。它的DNA被人類進(jìn)行了101,000處顛覆性修改，堪稱“生命史上的魔改第一版”！

這項(xiàng)工程的浩大程度，相當(dāng)于把一部百萬(wàn)字的《紅樓夢(mèng)》從頭到尾重寫(xiě)一遍，不僅要保留原意，還要?jiǎng)h掉7個(gè)最常用的漢字，再用其他字替代，并且保證整本書(shū)依然能讀通順。

這項(xiàng)看似瘋狂的舉動(dòng)，不僅沒(méi)有讓這個(gè)小生命當(dāng)場(chǎng)死亡，螺旋升天，反而賦予了它一種近乎“神”的能力，一個(gè)可能徹底改變我們未來(lái)的超能力。

◆ 01 如何修改生命系統(tǒng)的出廠設(shè)置？

你可能會(huì)問(wèn)，科學(xué)家為什么要這么折騰？吃飽了撐的嗎？

恰恰相反，他們是在下一盤(pán)大棋。要理解這盤(pán)棋，你得先知道生命是如何“閱讀”DNA這本天書(shū)的。

我們都知道，DNA由A、T、C、G四種堿基“字母”組成。細(xì)胞在制造蛋白質(zhì)時(shí)，會(huì)以三個(gè)字母為一組來(lái)閱讀，這個(gè)三字母組合就是“密碼子”。比如TCG就是一個(gè)密碼子，它對(duì)應(yīng)一種叫做“絲氨酸”的蛋白質(zhì)原料。

但這里有個(gè)玄機(jī)：地球生命雖然有4x4x4=64種密碼子，但常用的蛋白質(zhì)原料（氨基酸）卻只有20種。

這意味著什么？

意味著“密碼”有大量的冗余！

自然界的遺傳密碼其實(shí)有點(diǎn)啰嗦。就像土豆、馬鈴薯、洋芋都指向同一種蔬菜，有好幾個(gè)不同的密碼詞也指向同一種氨基酸原料。

科學(xué)家們做的，就是一場(chǎng)生命語(yǔ)言的“精簡(jiǎn)運(yùn)動(dòng)”。他們?cè)诖竽c桿菌的基因組里，把所有代表“馬鈴薯”和“洋芋”的地方，都強(qiáng)制改成了“土豆”。

這樣一來(lái)，“馬鈴薯”和“洋芋”這兩個(gè)詞就從這本生命的字典里被刪除了，變成了“空閑代碼”。而這一次，他們一口氣騰出了整整7個(gè)這樣的空閑代碼！

◆ 02 揭秘“造神”之路：三步合成全新生命

你肯定好奇，這么逆天的人造生命，科學(xué)家到底是怎么造出來(lái)的？整個(gè)過(guò)程堪稱一場(chǎng)分子級(jí)別的超級(jí)工程，大致可以分為三步：

第一步：設(shè)計(jì)藍(lán)圖 (Design)

首先，科學(xué)家們?cè)陔娔X上對(duì)大腸桿菌400萬(wàn)個(gè)堿基字母組成的完整基因組進(jìn)行了一次“超級(jí)編輯”。

這項(xiàng)工作的核心是查找與替換。他們編寫(xiě)程序，找到了基因組里所有出現(xiàn)的7個(gè)目標(biāo)密碼子（比如代表“馬鈴薯”和“洋芋”的密碼），然后用它們同義的密碼子（比如“土豆”）進(jìn)行了一對(duì)一的替換。

經(jīng)過(guò)這次操作，一張包含了101,000處修改的、地球上從未有過(guò)的全新基因藍(lán)圖，就在數(shù)字世界里誕生了。

第二步：打印零件 (Synthesis)

有了藍(lán)圖，下一步就是將它變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。科學(xué)家們利用DNA合成儀，像打印機(jī)一樣，把A、T、C、G四種化學(xué)原料，按照藍(lán)圖的設(shè)計(jì)，一個(gè)個(gè)連接起來(lái)，“打印”出一段段的DNA片段。

但因?yàn)檎麄€(gè)基因組太長(zhǎng)了，一次性打印400萬(wàn)個(gè)字母是不可能的。所以他們采取了“分而治之”的策略，將整個(gè)基因組分成了許多個(gè)小片段分別打印。這就好像是把建造一艘航母的圖紙，拆分成了無(wú)數(shù)個(gè)小零件的設(shè)計(jì)圖，然后分別制造這些零件。

第三步：調(diào)試和組裝 (Debug & Assemble)

這是整個(gè)過(guò)程中最艱難、最耗時(shí)、也最關(guān)鍵的一步。因?yàn)?0萬(wàn)多次修改里，難免有一些改動(dòng)會(huì)意外地對(duì)生命造成傷害，就像軟件代碼里的“Bug”。

他們的做法極具巧思：

小片段測(cè)試：他們先把一小段“人造”的DNA片段，植入到正常的大腸桿菌中，替換掉它體內(nèi)對(duì)應(yīng)的部分。

尋找Bug：然后觀察這個(gè)被部分改造的細(xì)菌還能不能活。如果它死了或者狀態(tài)很差，就說(shuō)明這個(gè)片段里存在致命的“Bug”?？茖W(xué)家就需要找出是哪一個(gè)修改出了問(wèn)題，并修復(fù)它。

從小到大，逐步合并：當(dāng)一個(gè)片段被證明是“安全無(wú)害”的之后，他們就會(huì)把它和另一個(gè)同樣被證明安全的片段連接起來(lái)，形成一個(gè)更大的、安全的片段。

循環(huán)往復(fù)：他們不斷重復(fù)這個(gè)測(cè)試-修復(fù)-合并的循環(huán)，像滾雪球一樣，把安全的DNA片段越滾越大，直到最后拼湊成一個(gè)完整的、包含10萬(wàn)多處修改、但又能讓生命正常運(yùn)作的全新基因組！

這個(gè)過(guò)程就像是在玩一場(chǎng)世界上最復(fù)雜、最昂貴的“分子樂(lè)高”，不僅要拼對(duì)，還要保證每個(gè)零件都不會(huì)讓模型散架。任何一個(gè)微小的錯(cuò)誤，都可能導(dǎo)致生命的藍(lán)屏死機(jī)！

◆ 03 解放的代碼，如何賦予“人造生命”超能力？

你肯定會(huì)問(wèn)，這些被解放的“空閑代碼”有什么用？用處大到你可能完全無(wú)法想象！

超能力一：金鐘罩護(hù)體，從此病毒是路人

病毒，是所有生物公司的噩夢(mèng)。它就像個(gè)狡猾的黑客，入侵細(xì)胞后，會(huì)用細(xì)胞自己的“語(yǔ)言”下達(dá)指令，讓細(xì)胞工廠瘋狂復(fù)制自己，最終導(dǎo)致細(xì)胞破裂，全軍覆沒(méi)。

但現(xiàn)在，科學(xué)家把細(xì)胞的“語(yǔ)言”給改了！

這就像黑客的病毒程序是用中文寫(xiě)的，結(jié)果發(fā)現(xiàn)中招的電腦系統(tǒng)，被我們魔改成只認(rèn)火星文了。黑客當(dāng)場(chǎng)懵圈，它的指令變成了一堆亂碼，一個(gè)病毒都復(fù)制不出來(lái)！

當(dāng)病毒入侵 Syn57 這種“人造生命”時(shí)，它的遺傳指令里恰好包含了那些已經(jīng)被廢除的“密碼子”。Syn57 的細(xì)胞工廠根本不認(rèn)識(shí)這些指令，直接把它當(dāng)成亂碼忽略掉。

結(jié)果就是：病毒無(wú)法復(fù)制，感染鏈被當(dāng)場(chǎng)切斷。

這意味著，未來(lái)用于生產(chǎn)胰島素、疫苗、人造肉、化妝品原料的生物工廠，將再也不用擔(dān)心被病毒污染，生產(chǎn)穩(wěn)定性和安全性將提升百倍！這是一個(gè)價(jià)值千億的市場(chǎng)！

超能力二：無(wú)中生有，創(chuàng)造自然界不存在的“超級(jí)蛋白”

如果說(shuō)免疫病毒是“防守”，那創(chuàng)造新蛋白就是“開(kāi)天辟地”般的“進(jìn)攻”。

我們騰出來(lái)的7個(gè)“空閑代碼”可以被賦予全新的意義！科學(xué)家可以指定它們?nèi)ゴ碜匀唤绮淮嬖诘摹胺翘烊话被帷薄?/p>

這有什么用？這就像我們玩樂(lè)高，本來(lái)只有20種顏色的積木，現(xiàn)在我們一口氣多了7種全新的顏色和形狀。用這些新積木，我們可以搭建出前所未有的東西。

這等于是在生命這本大字典里，人類第一次獲得了添加“新詞”的權(quán)力。這些新詞可以構(gòu)建出自然界不存在的超級(jí)蛋白質(zhì)，可能帶來(lái)的是超級(jí)藥物、超級(jí)材料，甚至是解決環(huán)境污染的超級(jí)酶。

一個(gè)能精準(zhǔn)殺死癌細(xì)胞的“生物導(dǎo)彈”？一種比蛛絲還堅(jiān)韌的“人造肌肉”？一個(gè)能高效分解塑料的“環(huán)保衛(wèi)士”？這一切，都因?yàn)槲覀冋莆樟烁膶?xiě)生命密碼的權(quán)力而成為可能。

◆ 04 黎明前的挑戰(zhàn)與沉思

當(dāng)然，通往星辰大海的征途從不是一帆風(fēng)順的。目前，這個(gè)“天選之子”Syn57 還有一個(gè)小缺點(diǎn)：它比普通的同伴長(zhǎng)得慢一些。在投入工業(yè)化應(yīng)用前，科學(xué)家們還需要為它“優(yōu)化升級(jí)”。

但無(wú)論如何，潘多拉的魔盒已經(jīng)打開(kāi)。這項(xiàng)研究的意義，早已超越了技術(shù)本身。

我們可能正站在一個(gè)新時(shí)代的黎明，人類正從生命的“閱讀者”，歷史性地轉(zhuǎn)變?yōu)樯摹熬帉?xiě)者”。這支筆，既可以寫(xiě)下奇跡，也承載著千鈞之重。

這可能是人類智慧的又一座豐碑，也可能是對(duì)所有生命的一次深刻拷問(wèn)。當(dāng)我們開(kāi)始扮演“造物主”的角色時(shí)，我們準(zhǔn)備好了嗎？

參考文獻(xiàn):

Robertson, W. E., Rehm, F. B. H., Spinck, M., Schumann, R. L., et al., & Chin, J. W. (2025). Escherichia coli with a 57-codon genetic code. Science. DOI: 10.1126/science.ady4368