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人工合成新冠病毒

流言：近日日本科學(xué)家在實驗室成功地實現(xiàn)了新型冠狀肺炎病毒（COVID-2019）的人工合成。這則新聞引發(fā)了中外媒體的轉(zhuǎn)載，也形成了關(guān)于“新冠病毒確實來自人為制造”的說法。

真相解讀：

近日，一則關(guān)于日本科學(xué)家成功實現(xiàn)新冠病毒人工合成的新聞在世界各國媒體圈中都引發(fā)了廣泛轉(zhuǎn)載，也給不明真相的廣大群眾帶來了不小迷惑。我國相關(guān)機構(gòu)不是早就對“新冠病毒系武漢生物實驗室人為制造”的謠言進行了鄭重駁斥，怎么日本科學(xué)家又在實驗室成功地合成出了這種病毒，新冠病毒到底是不是人為制造的呢？今天這篇文章，就為大家厘清這則新聞帶來的種種誤解。

媒體報道截圖，來源：人民日報海外網(wǎng)

日本科學(xué)家搞出了一個怎樣的“大新聞”

本月月初，日本《每日新聞》報道稱，群馬大學(xué)病毒工程學(xué)專業(yè)的神谷亙教授，在實驗室中成功地實現(xiàn)了新型冠狀肺炎病毒（COVID-2019）的人工合成。這一成就將為揭示病毒感染人體的原理以及解讀該病毒的RNA遺傳密碼做出貢獻。

這則新聞立刻引發(fā)了中外媒體的轉(zhuǎn)載，也在一定程度上形成了關(guān)于“新冠病毒確實來自人為制造”的誤解。其實，新聞中所稱的“人工合成”雖然聽起來確實是“人為制造”，但這種人工合成和大家設(shè)想的“瘋狂科學(xué)家在實驗室中造出致命病毒”的場景完全不同。

為什么這么說呢？來看看日本科學(xué)家是如何人工合成新冠病毒的。

我們都知道病毒是有自己的遺傳序列的，它們靠著遺傳序列實現(xiàn)傳宗接代的目標。病毒感染細胞時，首先附著在細胞表面并伺機進入到細胞內(nèi)部，然后病毒釋放出DNA或者RNA，二者攜帶著病毒的遺傳序列。新冠病毒是RNA病毒，意味著它們的遺傳物質(zhì)是RNA。

神谷亙教授的研究團隊正是將之前從日本國立傳染病研究所得到的病毒遺傳序列，插入到細菌人工染色體（BAC）中，令病毒在細菌的細胞內(nèi)部進行復(fù)制，從而人工實現(xiàn)了新冠病毒的合成。

RNA結(jié)構(gòu)示意圖，來源：維基百科“RNA”條目

人工合成≠人為制造

RNA是一串復(fù)雜的代碼，它不光存儲著細胞的各種遺傳信息，還可以調(diào)動細胞內(nèi)部的很多資源，為其所用。新冠病毒的RNA進入人體細胞后，就會利用細胞中的養(yǎng)分來進行自身的復(fù)制，直到細胞不堪重負，破裂并釋放大量病毒。

我們可以把病毒RNA比作一個本領(lǐng)高超的“木匠”，一旦進入細胞，就能四處搜刮材料，打造自己的同類。如果要研究這個“木匠”究竟是怎么工作的，就必須研究這個“木匠”的各個結(jié)構(gòu)。這個過程經(jīng)常需要通過改變“木匠”基因組的每個序列，把一些結(jié)構(gòu)進行修改替換，這樣才能更好地了解它們的工作原理，找到應(yīng)對防控策略。

而本次大新聞里面所說的細菌人工染色體，就是這么一種可以用來對病毒基因組進行改造的技術(shù)和平臺。在細胞里進行基因操作沒有在細菌（主要指的是大腸桿菌）那么方便，所以科學(xué)家就人為的把病毒的基因組想辦法放到了細菌的細胞內(nèi)，讓他成為細菌遺傳物質(zhì)（染色體）的一部分，所以這個技術(shù)被稱為“細菌”“人工”“染色體”。

之后，科學(xué)家就可以相對容易在細菌內(nèi)對病毒的基因組進行各種改造，可以掐頭去尾，也可以添枝加葉。這個過程只是在基因組層面操作，因為這些病毒是無法在細菌復(fù)制增殖的，所以在這個過程中沒有病毒出現(xiàn)。之后還需要把修改過的病毒基因組重新放回細胞內(nèi)，才能產(chǎn)生出新的修改過的病毒。

這次新聞有些語焉不詳，但是推測是首先基于已有的病毒基因組序列（RNA）合成了相應(yīng)的DNA（DNA合成技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟了），然后把這段人工合成的DNA序列通過細菌人工染色體技術(shù)放到了細菌上。在細菌里大量生產(chǎn)了這些細菌人工染色體的DNA后，把他們轉(zhuǎn)入細胞產(chǎn)生了真實的病毒。從而實現(xiàn)了在無原始病毒狀態(tài)下的“人工合成新冠病毒”。

因此，這種“人工合成”是建立在已經(jīng)擁有病毒遺傳序列的基礎(chǔ)之上，整個過程差不多可以比作根據(jù)藍圖制造一個機器；而“人為制造”相當于無范本參照和任何藍圖的情況下從無到有“制造”一個機器。這是完全不同的。

構(gòu)建細菌人工染色體的流程，來源：參考文獻1

人工合成新冠病毒有什么意義

科學(xué)家們?yōu)槭裁匆M行這項工作呢？

當然是為了進行相關(guān)研究，通過細菌人工染色體基因編輯的手段，我們可以修改病毒基因組對應(yīng)的DNA中的個別基因片段，再通過細菌大量合成出這些編輯后的DNA，然后轉(zhuǎn)入細胞就可以獲得相應(yīng)的修改的病毒，從而了解特定基因?qū)τ诓《镜纳砉δ?。這個過程，雖然也可以在細胞里完成，但是因為需要對有復(fù)制能力的活病毒進行操作，所以安全性和難度都相對較高。而細菌人工染色體技術(shù)，則是相對更易于操作也更安全的方案之一（反向遺傳學(xué)、假病毒等等也是常用的技術(shù)）。

此外，我們還可以將特別的基因?qū)氲讲《净蚪M中，例如新聞中研究將熒光蛋白的相應(yīng)基因插入到病毒中，這樣病毒在感染的細胞中就能同時表達熒光，從而給觀察研究帶來便利。

總而言之，所謂的“人工合成”新冠病毒并不意味著人類能夠制造出自然界本身不存在的病毒，而僅僅是依據(jù)病毒基因組“藍本”構(gòu)建了一個病毒研究的平臺。新冠病毒來自于自然界，絕非是實驗室中制造或者逃逸出的病毒。

參考文獻

1.Bacterial Artificial Chromosome (BAC)

https://www.genome.gov/genetics-glossary/Bacterial-Artificial-Chromosome

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