制造“机器细菌”

　　制造“机器细菌”

　　4 月24 日，美国麻省理工学院主办了一项科技竞赛，这项竞赛旨在鼓励全世界的实验室研制一种类似于细菌的机器。这种“机器细菌”将完全由生物有机体合成，能模拟细菌活动，还能依照设计者的指令完成各种特殊的任务。

　　文/ 叶云（实习）

　　林若4 月下旬，一项名为国际遗传工程机器设计（iGEM）的科技竞赛吸引了世界很多科学家及实验室的注意。这项科学竞赛由美国麻省理工学院主办，旨在鼓励全世界的相关实验室设计出一些具有生物机能的机器元件，这些机器元件将全部由生物有机体合成，能模拟微小的菌体或病毒运动，并且听从设计者的指令。

　　不过iGEM 的目的还不止于此，他们希望这些机器元件还能被组合，成为新的有机体，完成更高的要求。iGEM期望通过竞赛的形式，寻找能在活细胞中存活的、可互换的标准化元件，来构建简单的生命系统，并加以操纵。

　　到目前为止，这类研究并没有为外界广泛熟悉，但在相关领域内却已有很多成就，iGEM 竞赛就是其中最著名的一个活动。

　　iGEM 始于2003 年，它有一个自己的数据库，专门收集每年参赛团队设计出的、合成机器人的基因模块。经过6年的积累，如今，这个数据库里已经收集了超过1000 个基因模块，作为基础，供参赛者自由发挥。今年的iGEM 于4月24 日结束报名，共有107 支来自世界各地的科研团队参加了竞赛，整个夏天，所有团队将投入到自己的研发项目当中，最先锋的发明会于11月初在波士顿评出。

　　挑战“极限DIY”

　　即使是创造最小尺寸的有机生物体，像那些单细胞的病毒或细菌，如果想让它们能够保留和自然生物体一样的活动力，并且可以听从人的指令，这在技术上都不会是一个小工程。更何况，iGEM 的最终目的是要制造出可替换元件、可随意组合的有机生物结构，这大约就是《卫报》将这一竞赛称为“极限DIY”的原因。

　　尽管很难，但是还是会有很多“科学狂人”乐此不疲，罗兰.埃尔斯（RolandEils）教授就是其中一个。他从去年起带领海德堡大学研究小组参加这一竞赛，制造出一种“机器大肠杆菌”。这种细菌被放出后，不会游向食物，而是会返回病原体，并自行“爆炸”，摧毁病原体。今年，埃尔斯教授又拿到了竞赛资格，他的加入被其他团队戏称为拿到了“自杀许可证”。

　　“我带领的海德堡小组由15 名海德堡大学学生和1 名达姆斯塔特大学学生组成，他们有着不同的科学背景，包括分子生物技术，生物学和数学。” 海德堡团队今年准备完善去年的发明，令会“自杀”的机器细菌不仅能够检测并杀死病原体，还能杀死癌细胞。在接受《外滩画报》采访时，埃尔斯教授向记者介绍说。

　　他们的系统包括两个模块，一个模块用来为杀手细胞辨别猎物细胞，另外一个模块引导杀手细胞转向它们的猎物。该小组利用大肠杆菌的自然遥感和运动系统，通过重新设计受体的杀手细胞来感觉到分子混合物猎物。抵达猎物后，额外基因模块被激活，然后导致病原体或癌细胞的死亡。

　　该项目在专门为此成立的“Bioquant”中心进行，另一方面，他们正尝试从人类细胞中获取“零件”。

　　保罗.弗利蒙（Paul Freemont）是伦敦帝国大学合成生物学研究所创办人，他带领的团队是今年英国的一匹黑马。“我们的团队在几个星期内碰面，我们将从一张白纸开始。”弗利蒙教授说。弗利蒙教授的跨学科研究主要集中在与疾病相关的蛋白质分子结晶上，他提出过若干重要的理论。但他承认他的队伍还没有决定选题。他们已经有一个想法，准备使用菌群来制造衣服。

　　最前卫的技术可能危险最大

　　“这些设计你听起来一定觉得很科幻，”埃尔斯教授说：“其实我们的活动比较像个夏令营，很重视团队合作。”iGEM 只能以团队的方式报名参加竞赛，个人报名也会将其安排进各个小组中，iGEM 主办方认为这样能提高研究小组的创新能力。

　　在未来几年，合成生物学技术将会比基因重组技术发展更快。预计将在化学、能源、医药及环保等方面都有极为重要的应用前景，但同时也是把双刃剑。科学家们纷纷表示，这项最前卫的技术一旦落入恐怖分子之手，他们可能会利用其制造生物武器，给人类带来灾难。

　　“这绝对是件有挑战性的工作，我们的工作人员一直在努力创造自动化的方法来调查可能造成的污染、错误和损失。你知道合成机器人一旦逃逸到自然界中，也有可能会引发生态灾难。我们想运用生物机器人产生的动力来作用于自动化设备，但一切还都在测试阶段。”梅根.丽莎里佐（Meagan Lizarazo）说，她从2005 年起为iGEM 担任组织管理工作。5 月份，她将在把包含BioBricksDNA（生物模块DNA）的模板寄送给各个参赛团队。

　　“ （若技术不合理运用）那一定是会带来恐慌的。” 埃尔斯教授也坦承。所以他认为这项研究一定要在严格控制之下进行。“可以想象致命菌株可能带来的多米诺骨牌效应，这类‘机器细菌’正和这类菌株相似。”