2002年，美國(guó)科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中合成了世界上第1個(gè)人工病毒，與自然病毒類似，這種病毒同樣具有活性和侵染性。

隨著合成生物學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在人類已經(jīng)有能力在實(shí)驗(yàn)室中合成許多種病毒。那么人造生命離我們還遠(yuǎn)嗎？

眾所周知，不管是單細(xì)胞形態(tài)的細(xì)菌，還是多細(xì)胞形態(tài)的人，它們的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)都是細(xì)胞。病毒只能在細(xì)胞中才能表現(xiàn)出生命特征，一旦脫離寄主就會(huì)失去活性，所以通常認(rèn)為病毒是一種介于生命和非生命體之間的存在。

病毒的個(gè)頭非常小，用電子顯微鏡才能觀察到。由于個(gè)體微小，所以結(jié)構(gòu)也十分簡(jiǎn)單，不像細(xì)胞那樣具有細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，病毒僅由核酸長(zhǎng)鏈和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成，既沒有自己的代謝機(jī)構(gòu)，也沒有酶系統(tǒng)，病毒的一切生命活動(dòng)（復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯、逆轉(zhuǎn)錄等）都必須依賴于細(xì)胞中的物質(zhì)和能量。如果脫離細(xì)胞，看起來(lái)就完全是一個(gè)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。比病毒結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單的則是亞病毒，僅由核酸或者蛋白質(zhì)，這類病毒被稱之為亞病毒，主要包括類病毒、擬病毒和朊病毒。

病毒嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，并不完全具有生命特征。雖然人類已經(jīng)有能力合成病毒，并不意味著人類制造出了世界上第1個(gè)人造生命，除非人類能夠在實(shí)驗(yàn)室中完全人工合成一個(gè)細(xì)菌。

現(xiàn)在人類已經(jīng)有能力在實(shí)驗(yàn)室中合成病毒，不過(guò)這種能力并不像大家想象的那樣，那么夸張。目前科學(xué)家只能對(duì)已知的病毒進(jìn)行合成和改造。

合成病毒的前提就是必須要知道基因序列，這就相當(dāng)于一個(gè)設(shè)計(jì)圖，然后科學(xué)家們按照設(shè)計(jì)圖，利用有機(jī)分子進(jìn)行搭積木式的組裝，從而合成與原病毒基本上完全一樣的人工病毒。這種形式類似于克隆。改造病毒就是對(duì)病毒的部分基因片段進(jìn)行刪除、替換、添加、重組，從而改造出具有某種特定功能的新型病毒。

在人工合成病毒之前，人類最先開始的是人工合成有機(jī)大分子。生物細(xì)胞內(nèi)含有4種有機(jī)大分子，分別是：蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)和糖類。蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，主要由碳、氮、氧、氫等幾種元素組成。1965年，我國(guó)科學(xué)家就在世界上第1次人工合成了具有生物活性的蛋白質(zhì)——牛胰島素。

病毒除了蛋白質(zhì)外殼，最重要的是核酸長(zhǎng)鏈，病毒的遺傳物質(zhì)就位于核酸長(zhǎng)鏈。如果想要合成病毒，就必須有能力合成核酸。

核酸主要有兩種，分別是脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核苷酸（RNA）。DNA的組成堿基是ATGC，單位是脫氧核苷酸；RNA的組成堿基是AUGC，單位是核糖核苷酸。生命的遺傳物質(zhì)通常是DNA，不過(guò)某些病毒會(huì)以RNA作為遺傳物質(zhì)。RNA病毒的遺傳物質(zhì)不穩(wěn)定，所以極易變異。

總之，人類現(xiàn)在還處于照貓畫虎的階段，并沒有能力設(shè)計(jì)出一個(gè)完全有別于自然病毒的新病毒。

就算人類能夠在實(shí)驗(yàn)室中獨(dú)立制造病毒，離制造生命還有一個(gè)很遠(yuǎn)的路要走，因?yàn)橹圃觳《九c制造生命，兩者的難度有本質(zhì)區(qū)別。

堿基對(duì)常被用來(lái)衡量DNA和RNA的長(zhǎng)度，核酸長(zhǎng)鏈的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，復(fù)雜度也就越高，也就越難人工合成。冠狀病毒則是最大的RNA病毒，遺傳物質(zhì)大約包含3萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，目前科學(xué)家也已經(jīng)能夠在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)其進(jìn)行人工合成。至于更復(fù)雜的病毒，目前還很難人工合成。

世界上已知最大的病毒是多噬棘阿米巴模仿病毒，這是一種DNA病毒，該病毒的遺傳物質(zhì)包含120萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)。人類的遺傳物質(zhì)則包含31.6億個(gè)堿基對(duì)?？梢姡祟愲x成為造物主的目標(biāo)還很遠(yuǎn)。

人類要想戰(zhàn)勝病毒，對(duì)病毒的研究是必不可少的，對(duì)病毒的人工合成能力是不可或缺的。有人說(shuō)人類因此打開了潘多拉魔盒，可科學(xué)是把雙刃劍，人工合成病毒用在了正確的地方，對(duì)人類就是有益的。

點(diǎn)贊加關(guān)注，咱們下期見。

(公眾號(hào)：科學(xué)探索菌）