2017年,加拿大阿尔伯塔大学的科学家们在实验室中合成了马痘病毒——这是一种与天花有关的病毒。可想而知,重新合成天花病毒也并非无稽之谈。
天花是人类历史上最致命的疾病之一,人类从自然界中消灭天花病毒花费了数十年时间和数十亿美元。而现在,让它重新出现在实验室里,可能只需要你点点鼠标、订购一些DNA片段,一个不用很专业的科研组、半年时间、加上差不多十万美元。
上个世纪70年代,为儿童注射天花疫苗的家庭医生
研究论文最终发表在《PLOS ONE》上[1],内容包括详细的合成方法和一些技术难点。
这篇论文引起了科学界剧烈的讨论。一方认为,这些毫无保留公开的危险信息可能会给生物恐怖分子有机可乘;另一方则反驳,科研需要这些知识,科研成果理应共享。[2,3]
至少,世界卫生组织(WHO)发布的一份报告指出,合成这类病毒“不需要特殊的生化知识或技能,不需要很多的资金,也不需要太多的时间”。[4]
电镜下的马痘病毒
好吧,出于科学信仰,我们暂时相信这些科学家并非反人类份子。然而同样的事情并不只发生在高等学府的顶尖实验室中。
毫不夸张地说,这些小小的病毒——生化武器,具有和核武器同等的杀伤力,但是后者处于世界瞩目的中心,前者却正在许多人的卧室里悄然发酵。
怪胎,亦或天才
Keoni Gandall是一名有些奇怪的少年。其他处于这个年纪的男孩子们,往往对漫画、电子游戏和户外运动感兴趣,Keoni却沉迷于做实验。他买了透射仪、离心机、两台热循环仪,还有其他十余台设备,在自己的卧室里建起了一座迷你生物实验室。
他说,“我只是想用自己的自动实验设备克隆DNA,在家里造出整个基因组。”
从另一个角度来说,Keoni也是个天才。2013年,14岁的时候,他获得了Braodcom基金赞助的科学竞赛一等奖。他的课题是对一种嗜盐的古细菌进行基因工程改造,使它能够发出绿色荧光。[5]
其实Keoni的课题并没有完全成功。这种古细菌性质特殊、生长缓慢,实验颇有难度。虽然他制造出了含有绿色荧光蛋白的质粒,但是最后并没能转入细菌中验证这是否会让它们发光。
此时他已经在加州大学欧文分校的合成生物实验室里做实习生了,实验室网页至今还留存着这条信息。
不过他并没有就此成为一名天才科学家。
因为这些鲁莽的基因实验,没有任何一所大学愿意接受他入学,他只是勉强获得了高中文凭。
Keoni与他卧室里的实验室
前NASA工程师,现在的科学狂人
还有些更疯狂的事情在进行,例如,注射基因改造自己。
Josiah Zayner毕业于芝加哥大学分子生物物理专业,博士。他曾经是NASA的一名工程师,负责设计火星殖民地。他还研究过网络、书籍等语言模式的变化[6]。
这些事让Josiah觉得没意思。两年后他辞掉了工作,漂白头发、打上一大堆耳洞,在自家的厨房里开始了一场疯狂的旅程。
Josiah的实验室就在厨房里
Josiah做了一些有趣的事情,比如说改造微生物。他利用CRISPR技术造出了能够表达人造胰岛素的工程菌,养着这些细菌的培养皿就放在冰箱里,啤酒和凉菜的旁边。
他还制造了一些转入了荧光基因的酵母,用这些酵母制作的自酿酒,能够具有一层浪漫的绿色荧光[7]。
沉淀的上方有一条朦胧的荧光带
Josiah做的另一些事情则令人感到有些恐慌。
稍早些时候,他就尝试过为自己移植朋友的粪便,以治疗肠胃疼痛。他还试过给自己的手臂皮肤植入荧光基因——最后他并没有拥有一条“绿巨人”手臂,但是皮肤组织的送检结果显示,这些基因确实转入细胞里了[7]。
视频截图
Josiah最近一次在网络上大出风头,是去年在FACEBOOK上直播为自己进行CRISPR基因编辑[8]。
万万想不到,CRISPR这项年轻的基因编辑技术,第一次应用在人体上不是在大医院或科研院所,也不是顶尖药企赞助的临床试验中,而是在一间狭小的会议室,在三十人的围观下,Josiah把注射器扎进了自己的手臂。[8]
理论上来说,这次注射能够抑制一些酶的生成,让他拥有更多的肌肉。
生物黑客集中营
Keoni和Josiah并不是个例,许多人正试图在壁橱、厨房、车库和卧室里建立实验室。他们从网上购买二手设备,把普通的摄像头改造成显微镜,培植大肠杆菌。他们中有些人喜欢在公开论坛上分享想法和实验经验,有些人则选择默默自己玩儿,以免被当局当作恐怖分子。
还有一些人,为那些想入门儿的新手提供帮助。
Genspace就是这样一家非营利公司[9]。现在Genspace公司的入口配有松软的沙发、崭新的微波炉和迷你冰箱,实验室整洁宽敞,摆放着成堆的玻璃器皿,但最初,Genspace的创始人Daniel Grushkin也曾在自己的卧室里用披萨和啤酒做细菌实验。
Genspace的实验室,在世界的其他地方还有更多这样的私人实验室
Genspce为爱好者们提供不同的基因工程课程,在“生物黑客新手训练营”里,学员能够学到基本的实验技能,最终目标是自己完成一些基因工程实验,例如制造发光的藻类。
参加训练营的年轻人练习实验技巧
Grushkin其实对这些实验的安全性有清楚的认识,他严禁训练营中出现病原体。但是说实话,如果学员要在自己家中制造病菌,没人能知道。
制造病毒
制造病毒,现在已经不算难事了。
就像我们在文章开头所说的那样,如果一个邪恶的生物恐怖分子想要复制一种灾难性的病毒,他需要做的事情只是点点鼠标,在网络上订购一些DNA片段,也不需要多少专业知识。
例如,在一个名为Science Exchange的网站上,所有登陆并绑定了信用卡的人,都能够直接联系到某些销售DNA片段的公司。许多学者也在上面购买基因——当然是买一些良性片段。对于那些怀有恶意的人来说,有的是办法规避规则。
而且很快,生物黑客们或许就有更方便快捷的方法来获取基因。
现在已经出现了DNA打印机,就像我们办公室里摆放的那种喷墨打印机一样,一种名为BioXp 3200,售价65000美元的设备已经出现在很多实验室里了。
BioXp 3200
负担不起这些动辄成百上千万设备的个人生物黑客们,也还有其他的选择,比如购买那些只要百来美元的基因编辑套件。
神还是恶魔
Josiah并没有止步于改造自己的身体。他成立了一家以北欧神祗奥丁为名的公司Odin。这家公司现在就在他的车库里,除了他还有四个成员。
Josiah在网站上出售一些DIY工具包,包括制造荧光酵母和肌肉改造需要的材料。
Josiah认为自己很清楚法律的边界。FDA对包含酒精的食品销售进行严格监管,但是他卖的只是酵母,而不是它们酿成的酒。
Josiah Zayner
工具包里包括培养皿、移液枪这样的实验工具,还有酵母菌和DNA,以及一份如何对酵母进行基因操作的说明。说明的最后提到,可以把酵母加入蜂蜜水中,一两个星期之后就会发酵得到酒了。
Josiah承认,这种产品并没有相关的的规定,他们是在边缘试探,“我们是一家小公司”,“政府关心吗?” “他们会做什么?”[8]
FDA确实关心。酵母表达的绿色荧光蛋白会被认为是一种食品添加剂,并不能被证明可以安全食用。如果Odin继续销售这些产品,FDA可以发出警告,极端情况下可以没收公司的设备。
Odin官网上的销售界面
Odin还销售肌肉生长的基因套装——对,就是他给自己注射的那种,质粒只卖20美元。当然,这份基因盒还有一份免责声明:“不可注射,不适合人类使用。”
但是同时,Odin的网站上还有一份“DIY人类CRISPR指南”,里面详细讲解了CRISPR的原理和到底如何进行一次成功的基因编辑。[10]
Josiah声称“DIY人类CRISPR指南”是言论自由。他没有试图治愈某种疾病,也没有指导其他人治疗自己。
技术应当掌握在大多数人手中吗
Keoni认为,“有人重新合成天花病毒,只是一个时间问题。”
今年18岁的他现在在斯坦福大学担任研究员——这很讽刺,斯坦福拒绝接收他入学,却给了他一个正式的实验室岗位。
Keoni在斯坦福的实验室里
在近期的一次采访中,Keoni表示他只是想确保基因编辑技术应当公平地开放给所有人。大家都知道,重要的生物技术发现,并不一定来自最受世人期待的聪明大脑。同时,他也承认,这种DIY式的遗传革命也可能会带来灾难性的错误。[11]
“我甚至可以说,现在对DNA合成的管理是根本不够的。当每个人的手机上都有DNA合成设备,所有的东西都是分散的,任何管理规则都会变得不起效。”
曾有极客如是说,制作一个“熊猫烧香”这种级别的电脑病毒在技术上并不很难,只是大家出于道德考虑,并不都会这样做而已。
而在这个生物的世纪,当每个人都有机会操纵基因,生物病毒会否成为新的恐惧?
另一方面,人们愿意给手臂注射什么来获得更强壮的肌肉,那么他们一定会愿意冒着更大的风险获得一些其他的什么。
我们姑且不讨论目前这种行为是否有效,只想想看,如果我们能够从基因层面上对自己的身体进行彻底的改造,那么你会去尝试吗?
当金钱能够换来更聪慧的大脑、更靓丽的外形、更健康的身体,那么社会阶级是否会进一步扩大呢?
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