摘要：英国科学家在合成生物学领域取得了重大突破，设计并创造出了一种名为 Syn57 的全新大肠杆菌。这项研究由英国剑桥医学研究委员会（MRC）的团队完成，并于2025年7月31日发表在顶级学术期刊《科学》上。

英国科学家在合成生物学领域取得了重大突破，设计并创造出了一种名为 Syn57 的全新大肠杆菌。这项研究由英国剑桥医学研究委员会（MRC）的团队完成，并于2025年7月31日发表在顶级学术期刊《科学》上。

这项成果之所以引人瞩目，是因为它并非对现有生命的简单修饰，而是对生命基本蓝图——“遗传密码”进行了大规模、根本性的重写。

一、理解“人造生命”的关键：遗传密码简化

要理解这项研究，你需要先知道生命是如何“阅读”DNA的：

1.DNA由A、T、C、G四种碱基“字母”组成。

2.细胞制造蛋白质时，以三个碱基为一组（即“密码子”）来阅读DNA。

3.这64种（4x4x4）密码子，对应着20种氨基酸（蛋白质的基本组成单位）和终止信号。

这就意味着遗传密码存在大量的“冗余”，即多个不同的密码子会对应同一种氨基酸。就像“土豆”、“马铃薯”、“洋芋”都指向同一种蔬菜。

英国科学家做的就是一场生命语言的“精简运动”： 他们将大肠杆菌基因组中所有7个冗余的密码子，全部替换成了它们同义的、功能相同的其他密码子。例如，把所有编码丝氨酸的“TCG”密码子都替换为同样编码丝氨酸的“AGC”。

这个过程听起来简单，但工程浩大。研究团队对Syn57的基因组进行了超过10.1万处的精准修改。完成后，Syn57的遗传密码表从标准的64个密码子精简到了57个，腾出了7个空闲的“密码子名额”。

二、创造Syn57的三大步骤

创造Syn57并非一蹴而就，其过程犹如一场分子级别的超级工程，主要分为三步：

1. 设计蓝图 (Design)：科学家们在计算机上对大肠杆菌约400万个碱基的完整基因组进行了“超级编辑”，通过编写程序找到了所有7个目标密码子的出现位置，并用同义密码子进行一对一替换，生成全新的数字基因蓝图。

2. 打印零件 (Synthesis)：利用DNA合成仪，将A、T、C、G四种化学原料按照蓝图逐个连接，“打印”成DNA片段。因基因组太长，需拆分成许多小片段分别打印。

3. 调试和组装 (Debug & Assemble)：这是最艰难、最耗时也最关键的一步。科学家们将小段“人造”DNA植入正常大肠杆菌进行测试，观察其存活状态，修复致命“Bug”，然后逐步将安全片段连接合并，像滚雪球一样最终拼凑成完整的、能正常运作的全新基因组。

三、Syn57的“超能力”与应用前景

Syn57的非凡之处不仅在于它被成功创造，更在于其被解放的7个“空闲代码”带来的巨大潜力：

1.病毒抗性（“金钟罩”）：Syn57细胞工厂的“语言系统”被人类改写后，天然病毒入侵时，其遗传指令中若包含已被Syn57废除的密码子，这些指令会被当作“乱码”忽略，导致病毒无法复制。这使得Syn57及其后代能从根本上抵抗绝大多数天然病毒的感染。这对于生物制造产业（如生产胰岛素、疫苗、人造肉、化妆品原料等） 意义重大，能极大避免病毒污染，提升生产稳定性和安全性。

2.创造非天然氨基酸与新型蛋白质（“无中生有”）：这7个空闲密码子可被赋予全新意义，用于编码自然界不存在的“非天然氨基酸”。这意味着科学家未来能够制造出自然界中从未有过的全新蛋白质材料，比如：

能精准杀死癌细胞的“生物导弹”药物；

比蛛丝还坚韧的“人造肌肉”材料；

能高效分解塑料的“环保卫士”酶。

四、挑战与伦理思考

尽管前景广阔，但目前Syn57还面临一些挑战，比如它比普通大肠杆菌生长得慢一些。这表明大规模修改基因组后，生命体的内部协调可能需要进一步优化以适应新系统。

这项突破性研究也引发了广泛的伦理思考和公众关切：

1.“扮演造物主”的伦理边界：人类从生命的“阅读者”转变为“编写者”，这权力背后是巨大的责任。

2.技术潜在的双重用途：这项技术可能被滥用。

3.对自然进化史的深刻改变：这是对地球38亿年进化史的一次重大改写。

科学家们对此通常非常谨慎。相关的科学研究计划也允许全球学术界、产业界和政策制定者跟踪项目的伦理、法律和社会影响。

五、丰富认知：相关研究与背景

1.合成人类基因组计划 (SynHG)：同样由英国科学家牵头（牛津大学教授杰森·钦领导），旨在未来几十年内开发完整合成人类基因组的技术。其首期已获资助，并强调研究将严格限制在试管和培养皿内，不会尝试创造合成生命或合成人。

2.历史先例：文特尔的人造生命“辛西娅” (Synthia, 2010)：英国的研究是在前人基础上推进的。美国科学家克雷格·文特尔团队在2010年首次制造出完全由人工合成基因组控制的细菌，并将它命名为“辛西娅”（Synthia）或“人造儿”。Syn57的突破在于对遗传密码本身进行了大规模重新编码，而不仅是合成现有基因组。

3.生命起源的探索：科学家们也在探讨生命最初如何从非生命物质演化而来（如Stephen Mann院士的研究），以及外星生命是否可能基于与地球生命不同的生化规则（如英国2014年用人工遗传物质XNA合成酶的研究）。这些探索帮助我们理解“生命”究竟何以成为“生命”。

英国科学家创造出Syn57，是合成生物学领域一个堪称“里程碑”的进展。它通过大规模重编遗传密码，不仅造出了对病毒具有极高抗性的细菌，为生物制造带来了革命性前景，更重要的是为未来创建自然界不存在的全新生命组件和功能打开了大门。

这意味着人类在生命科学领域，正从“解读”与“修补”迈向真正意义上的“书写”。这是一项充满巨大潜力和希望的技术，但也伴随着相应的责任和需要审慎思考的伦理问题。

来源：信行于波