数千年来,人类一直在对农作物和动物进行选择性育种。
20世纪70年代初,随着DNA杂交技术的发现,人们得以对现有生物进行基因改造。合成生物学更进一步:它指的是利用标准化的DNA构件创造全新的生命体。自21世纪初以来,这项技术一直在发展,期间人们在读取、编辑和设计基因方面的知识与方法不断进步,DNA测序和合成的成本不断下降,对拟议设计进行计算机建模的方法也日益精密。
2010年,Craig Venter及其团队证明, 一种简单的细菌可以由完全人工制造的DNA驱动。目前正在开发的合成生物学应用包括:利用大肠杆菌生产生物燃料;设计可充当污染物或爆炸物传感器的生物;光遗传学,即使神经细胞对光敏感,并用激光控制神经信号,从而有望彻底改变神经系统疾病的治疗; 可攻击癌症的3D打印病毒;以及将基因驱动作为解决虫媒疾病的一种可能方案。
除了这些巨大的潜在益处之外,这项技术也带来了一系列风险。 酵母已被用于制造吗啡;不难想象,合成生物学可能使人们开辟全新的非法药物生产途径。廉价合成替代品的发明,可能会使岩兰草等高价值农产品出口品 突然失去市场,从而动摇脆弱经济体,并夺走农民赖以维生的收入来源。随着DNA读取技术变得更加廉价、普及,人们也开始担忧隐私问题:如果有人窃取一缕头发或其他遗传物质,就可能获取涉及医疗隐私的信息或确定亲子关系。
然而,分析人士最担忧的风险,是合成生物体因失误或恐怖行为而在自然界造成危害的可能性。生命体能够自我复制,也可能具有很强的适应力和侵入性。恐怖行为的可能性尤其值得关注,因为合成生物学属于“小型技术”——它不需要大型、昂贵的设施,也不依赖容易追踪的资源。它的许多力量来自信息共享;而一旦某个序列在网上发布,几乎就不可能阻止其传播:“DIYbio”或“生物黑客”社群会分享合成生物学方面的发明;国际基因工程机器大赛则是一项大型国际学生竞赛,鼓励设计生物体,并承诺将生物学发明开源。
可以设想,有朝一日,单个不法分子或许就能设计出大规模杀伤性武器——一种致命性堪比埃博拉病毒、传染性堪比流感的病毒。可以用什么机制防范这种可能性?合成生物学和价格低廉的DNA测序也使人们有可能设计定制病毒,将其作为谋杀武器:设想一种病毒,它通过引发类似流感的症状传播,并被设定为一旦遇到 仅存在于某一个体身上的特定DNA片段,就会造成致命性脑损伤。
目前,合成生物学主要被当作另一种基因工程来监管。相关法规往往以大型机构利益相关方为前提,例如企业和大学,而没有考虑中小型企业或业余爱好者。治理方面的缺口可从 2013年极为成功的生物发光植物众筹项目所引发的争议中看出;该项目利用了 一个取决于基因插入方法的法律漏洞。旨在最终让树木发挥路灯照明作用的“发光植物”项目,得以承诺分发60万颗种子,而无需接受任何监管机构的监督,是否监督仅由Kickstarter自行决定。 该项目 不仅引起了反对转基因生物的活动人士的担忧,也令合成生物学爱好者感到忧虑,他们担心这可能引发对这项技术的反弹。
由于各地区对转基因生物的监管性质不同,欧洲和美国的DIYbio团体已呈现出不同的关注重点,其中 欧洲爱好者更关注“生物艺术”。业余合成生物学社群非常重视 安全问题 ,并通过多种方式探索自下而上的自律方案,例如制定自愿行为准则。然而, 自律被批评为力度不足,提出这一批评的还包括一个呼吁建立严格监督机制的民间社会团体联盟。这类机制需要考虑到 这项技术的跨境性质,以及其未来发展方向本身存在的不确定性。
《2015年全球风险报告》 现已发布。
作者:Anders Sandberg是牛津大学人类未来研究所的James Martin研究员。
图片:英国教授Graham Jones于2003年3月18日在索非亚市中心展示一段长2.5米的DNA结构模型。路透社/Stoyan Nenov

