合成生命的伦理问题及其管理建议

探讨了合成生物学四个主要伦理问题:合成生命概念,风险受益,可专利性和合成生物学家的道德义务。基于目前我国尚没有关于合成生物学的伦理-政策,合成生物学的伦理意见并未引起科学界和社会的充分重视的现实,认为我国需要尽快建立合成生物学研究的监督管理机制,在保证合成生物学发展的同时,规避其潜在风险。

人工合成生命:有机生命的机械制造

以机械论知识为指导的人工合成生命实际上就是有机生命的机械制造,但机械论知识并不能涵盖“生命密码本”的复杂性、生命系统的有机性以及生命形成的自创生,导致人工合成生命存在诸多不确定性。因而,要全面预测人工合成生命自创生环节可能出现的意外情况,进行预先处理以避免实验室事故的发生;要严格评估合成生命对食物链、生物多样性以及自然环境的影响,采取技术手段防范生态灾难的发生;要深入评判合成生命在进化过程中与自然生命进行基因交流的能力,采取有效措施阻止进化风险的发生。只有在机械论知识与有机体知识、生态知识、进化知识相结合的条件下,人工合成生命的实践才能走上合理的道路。

合成生物学的本体论问题——合成生命是什么?

合成生命产生的本体论混乱导致“合成生命是机器”和“合成生命不是机器”两种激烈而对立的观点,其根源在于合成生命被认为兼具生物和机器的双重特性。但是,将合成生命视为一种介于自然和人工之间的混合体也有困难:一是合成生命的“完美机器”假设意味着未来的合成生命越来越符合人的设计和控制目的,体现人所需要的稳定性和功能性,因而会越来越像机器,从而没有必要增设新的本体;二是合成生物学具有基础研究和应用研究的双重目的,基于探究生命本质目的下的合成生命实际上是对自然生命的复制,从而应该被视为有机体;基于各种转化应用目的下的合成生命则追求成为能够实现高效产能的生产机器,从而更趋近机器。

基于社会性科学议题的论证式教学设计——以“人工合成生命”为例

以“人工合成生命”这一社会性科学议题为情境,综合运用教材中的阅读栏目,引导学生在论证过程中对合成生物学的技术原理、应用的利与弊、合成生命的正当性进行分析思考,培养学生的批判性思维,提升其社会责任,实现学科育人价值。

生命时间的多力合成:中国青年间隔期的“时间需求”与反抗

近年来,践行“间隔期”的青年虽然受到了大众的持续关注,但也常常因背反“生命时间结构”而遭到非议和劝阻。本文旨在剖析青年在践行间隔期的过程中所遭遇到的阻力,并在此基础上探究青年克服此类阻力的方式。为此,笔者采用叙事访谈的方法,以24位中国青年在间隔期内的经历与感受作为主要材料,通过剖析间隔者在“个体”“群体”和“系统”三个层次上的境遇和努力,说明其在时间生态系统中必然会面对的“时间需求”矛盾及其应对矛盾的方式,揭示“生命时间的多力合成”过程,以此深化时间结构的理论意涵。

人造碱基与人工合成生命

文章就人造碱基及相关人工合成生命领域内的代表性研究成果进行了全景式综述,着重介绍了氢键互补及疏水性两种最为主要的人造碱基对,探讨了具有里程碑意义的六核酸分子人工合成生命及其对合成生物学未来发展的影响,简单综述了人造碱基在DNA检测诊断试剂盒等方面的成功应用实例。最后对这一研究领域的前景和面临的挑战进行了展望。

人工合成生命的伦理地位探析——目的论的视角

人工合成生命触动了生命的自然性、主体性、自主性与内在价值,给认识人工合成生命的伦理属性带来了诸多困惑。原有从目的论出发对生命伦理地位得出的认识不能直接适用于人工合成生命,而只有依据目的论的推理逻辑对人工合成生命的目的性进行具体分析,根据其目的的有无或程度如何进行重新判断才能得出合理结论。从发生目的的维度看,人工合成生命是自然物和制作物之外的"制作的自然物",具有自然物的属性;从功能目的的维度看,人工合成生命过程中"自下而上"的建造留下了生命自组织的空间,使其主体性在一定程度上得以保留;从行为目的的维度看,人工合成生命仍然具有"有目的的行为",决定了其具有一定的自主性;从整体目的的维度看,人工合成生命和生物圈其他部分具有发生多种联系的可能,体现了其内在价值的存在。因此,从总体上看,应当将人工合成生命作为与自然生命相同的伦理对象看待。

人工合成生命的研究发展概述

近年来,人工合成生命领域取得了里程碑式的进展,其中世界首例单条染色体酿酒酵母的诞生引起了全球的关注,成为热点话题。《普通高中生物学课程标准(2017年版)》中建议学校针对“社会热点中的生物学问题”开设校本课程。梳理与介绍了人工合成生命领域的研究发展、应用及安全伦理问题,旨在为中学生物学教师提供一定的教学参考。

生命模拟合成研究及生命起源模型研究进展

生命模拟合成研究是生命起源研究的重要途径之一.所谓生命模拟合成研究是指根据对地球史的研究,模仿原始地球的大气、海洋等环境条件,人工尝试合成生命的过程.自从1953年米勒进行了第一个著名的生命起源模拟试验之后,人们一直在不断探索,除了氨基酸模拟合成研究取得一系列突破之外,在生物大分子模拟合成研究方面以及能自我复制的生物大分子模拟合成等方面都取得一定进展.在此基础上,学者们提出相应的生命起源模型.有人预测,21世纪人类必将会在实验室里合成出有真正意义的生命体,人们将因此而更深入了解生命的起源和生命的本质.在中学生物学中渗透有关生命模拟合成研究及生命起源模型研究进展,将有助于学生对生命本质的了解.

走进合成生物学

21世纪迅速发展的合成生物学不仅推动了人类实现从“认识生命”到“设计生命”的伟大跨越,也将为解决人类社会相关的环境污染、能源和资源危机等全球性重大问题提供重要途径,同时也引发了系列伦理问题与争论,亟须进行科学普及。

人参毛状根生物合成熊果苷的研究

目的 :研究人参毛状根生物合成熊果苷的基本条件。方法 :以熊果苷的含量、氢醌 (1,4 对苯二酚 )的转化率为指标 ,找出适于生物合成的培养条件、持续时间和底物浓度。结果 :培养 2 2d的人参毛状根更换含底物的B5培养基后 ,对浓度为 2mmol·L-1的氢醌持续转化 2 4h ,所合成的熊果苷占干重的 13.0 % ,转化率达 89.0 %。结论 :本文首次以人参毛状根为反应器 ,人工合成出人参属植物所不具有的熊果苷。

在面向业务的体系结构中实现业务合成

基于Web业务平台中立和自制的特性,通过结合使用由不同业务提供方提供的基本或复杂业务,业务提供者和应用开发商能够向用户提供新的增值业务,构建高级的商业事务.为了解决合成业务的构建问题,对合成业务分类、业务间关系、流模型和合作关系约定等问题进行了研究.以图的方式描述了合成业务,提出了相应的构建准则与方法.另外,提出了一个构建合成业务的整体框架,用于对合成业务的整体生命周期进行管理.

合成生物学研究进展

合成生物学作为一个新兴的前沿学科,由于其巨大的潜在应用价值而成为各国政府争相抢占的资助领域和各科研机构的研究热点。近年来,合成生物学在生物能源、生物医药和生命合成等领域取得了长足发展和重要突破。本文就合成生物学取得的重大科研进展及其国际、国内发展形势进行综述。

人造生命技术及其伦理学讨论综述

生命科学的迅猛发展不可避免地涉及人类自身,随着后基因组时代的到来,合成生物学、人造生命技术的发展必将广泛地应用于能源、环境、材料、医药等诸多领域,因此科学技术进步与传统伦理之间的矛盾也必将出现,从而影响和改变人类未来的生活。

圈卷产色链霉菌尼可霉素生物合成基因──sanJ的克隆及功能研究

以尼可霉素生物合成相关的基因片段为探针，从圈卷产色链霉菌cosmid基因文库中筛选到1个大约7.5kb的DNA片 段，将此DNA片段克隆到载体pBluescripM13-的Kpn I位点，得到了重组质粒pNL2200。对pNL2200中外源DNA片段进行了一系列的亚克隆及部分核苷酸序列分析，结果表明，2.3kb的Sal I-BamH DNA片段中含有1个完整的开放阅读框，起始密码子为271位的GTG，终止密码子为1954位的TGA，该基因的大小为1 686bp，编码1个大小为561个氨基酸的蛋白质产物。利用blastx程序在蛋白质数据库中进行同源比较，结果揭示此基因产物与腺苷酸形成酶超家族的连接酶有44%的一致性。此外，该基因的破坏导致圈卷产色链霉菌尼可霉素生物合成能力的丧失，证明它是尼可霉素生物合成所必需的，命名其为sanJ。

从“人类世”视角审视合成生物学的发展

合成生物学是21世纪备受瞩目的生命科学,它改变了传统生命的研究范式,由“格物致知”到“建物致知”,致力于从头开始创造新的生命。在明晰合成生物学的涵义和构成要素基础上,探究了合成生物学的发展对自然生命观的冲击。合成生物学的发展改变了传统的生命观,自然生命的过程变得不“自然”,冲击了传统自然/人工的边界,在生命领域融合自然与人工。合成生物学作为生命领域的新发展,是“人类世”的到来在生命科学的体现。“人类世”强调人的力量、作用和责任,凸显多元联结和复杂关系,启发我们从本体论意义上思考生命的涵义和人的地位。从“人类世”视角探讨合成生物学,更好地凸显人类责任和伦理要求,为合成生物学的发展和创新提供方向。

矿物光电子能量在地球早期生命起源与进化中的作用

地球早期生命起源的第一步是合成简单的有机化合物,但合成有机物所需能量来源问题长期困扰着学术界。早期地球上丰富的硫化物半导体矿物可将太阳光子转化为光电子,提供持续的能量来源。也正是由于矿物光电子能量较高,在非生物途径合成小分子有机物方面具有优势。其中半导体矿物自然硫转化太阳能产生的光电子能量,是目前所发现的最高的矿物光电子能量,不仅能直接还原CO_(2)分子为甲酸物质,还可催化其他生命基础物质的合成。在全球陆地系统中暴露在阳光下的岩石/土壤表面普遍被一层铁锰氧化物“矿物膜”所覆盖,光照下含半导体矿物水钠锰矿的“矿物膜”产生原位、灵敏、长效的光电流,显示出优异的光电效应。生物光合作用中心Mn4CaO5在裂解水产氧过程中产生成分和结构类似水钠锰矿的结构中间体,地球早期“矿物膜”中水钠锰矿可能促进了锰簇Mn4CaO5与生物光合作用的起源与进化。早期地球半导体矿物为生命起源基本物质的合成提供直接能量来源,矿物光电子能量在地球早期生命起源与进化中起到了重要作用。

生命科学:还有八大奥秘

作为生命基础的蛋白质的结构能确定吗? 目前我们不能根据纯粹的理论基础来阐明蛋白质的形状,用实验方法确定蛋白质结构是十分繁琐的事情.许多不同的氨基酸序列能形成形状相似的蛋白质,因而我们可以通过详细研究蛋白质的一个具有代表性的分子来推断各种蛋白质的结构.随着已解出的蛋白质结构的增多以及科学家开发出蛋白质基本结构分类的更加精细的方法,生物化学家将能不断地利用计算机来模拟新发现的蛋白质的结构.

基质金属蛋白酶-7mRNA在胃癌组织中表达的研究

目的 :检测基质金属蛋白酶 -7(MMP 7)基因在胃癌组织及癌旁组织中的表达 ,探讨MMP 7在胃癌发生发展中的作用。方法 :应用逆转录—聚合酶链反应 (RT PCR)检测胃癌组织及相应癌旁组织中MMP 7基因的表达。结果 :3 0例胃癌组织中有 2 3例表达MMP 7基因 ,阳性率为 76 7% ,相应的 3 0例癌旁组织均未检测到MMP 7基因表达。统计学分析表明 ,MMP 7基因在胃癌组织和癌旁组织中的表达差异有统计学意义 ,χ2 =3 7 2 97,P <0 0 0 1。结论 :胃癌组织中MMP 7基因具有高表达率 ,且表达具有高度肿瘤特异性 ,提示MMP

化学合成生物学的研究进展

化学合成生物学作为化学与合成生物学交叉融合的产物,对遗传密码、新型生化途径的工程化拓展具有重要意义。它通过创造自然界中不存在的或改造现有的生物系统,合成非天然核酸、氨基酸和蛋白质,以理解生命本质并创新生物技术,构建非生命与生命物质间的联系,为医药、材料、制造、环境等领域提供创新解决方案。近年来,化学合成生物学迅速发展,成为化学、合成生物学领域的研究前沿与热点,非天然核酸、非天然氨基酸、正交遗传系统的开发取得了一系列的进展。研究者通过理论计算和实验验证,成功设计了一系列具有氢键特性的非天然碱基、镜像核酸,深化了生物与非生物关系的认知;通过非天然核酸和正交的tRNA/氨酰tRNA合成酶干扰肽链延长步骤,将非天然氨基酸的插入从原核生物扩展至真核生物和多细胞生物,增加了生物分子的化学多样性;通过开发非天然核酸的聚合酶和连接酶,以及改造正交翻译系统的氨酰tRNA合成酶和tRNA,构建了新型正交遗传系统,实现高效复制、转录与翻译。在使能技术的开发方面,非天然元件的设计与合成、正交遗传系统的设计、无细胞系统的开发与运用、人工智能在设计与测试等环节的运用,赋能化学合成生物学应用发展。这些基础研究与技术创新的发展,为诸多领域的开发提供了创新的解决方案,促成了应用领域的新发展。