科學家真的有能力在實驗室中制造病毒嗎？

科學探索菌

星問答計劃創作者,自媒體人,科學領域創作者

2002年，美國科學家在實驗室中合成了世界上第1個人工病毒，與自然病毒類似，這種病毒同樣具有活性和侵染性。

隨著合成生物學的發展，現在人類已經有能力在實驗室中合成許多種病毒。那麼人造生命離我們還遠嗎？

眾所周知，不管是單細胞形態的細菌，還是多細胞形態的人，它們的基礎結構都是細胞。病毒只能在細胞中才能表現出生命特征，一旦脫離寄主就會失去活性，所以通常認為病毒是一種介於生命和非生命體之間的存在。

病毒的個頭非常小，用電子顯微鏡才能觀察到。由於個體微小，所以結構也十分簡單，不像細胞那樣具有細胞核、細胞質、細胞膜等複雜結構，病毒僅由核酸長鏈和蛋白質外殼構成，既沒有自己的代謝機構，也沒有酶系統，病毒的一切生命活動（複制、轉錄、轉譯、逆轉錄等）都必須依賴於細胞中的物質和能量。如果脫離細胞，看起來就完全是一個結構十分複雜的有機化學物質。比病毒結構更簡單的則是亞病毒，僅具由核酸或者蛋白質，這類病毒被稱之為亞病毒，主要包括類病毒、擬病毒和朊病毒。

病毒嚴格意義上來說，並不完全具有生命特征。雖然人類已經有能力合成病毒，並不意味著人類制造出了世界上第1個人造生命，除非人類能夠在實驗室中完全人工合成一個細菌。

現在人類已經有能力在實驗室中合成病毒，不過這種能力並不像大家想象的那樣，那麼誇張。目前科學家只能對已知的病毒進行合成和改造。

合成病毒的前提就是必須要知道基因序列，這就相當於一個設計圖，然後科學家們按照設計圖，利用有機分子進行搭積木式的組裝，從而合成與原病毒基本上完全一樣的人工病毒。這種形式類似於克隆。改造病毒就是對病毒的部分基因片段進行刪除、替換、添加、重組，從而改造出具有某種特定功能的新型病毒。

在人工合成病毒之前，人類最先開始的是人工合成有機大分子。生物細胞內含有4種有機大分子，分別是：蛋白質、核酸、脂質和糖類。蛋白質的基本單位是氨基酸，主要由碳、氮、氧、氫等幾種元素組成。1965年，我國科學家就在世界上第1次人工合成了具有生物活性的蛋白質——牛胰島素。

病毒除了蛋白質外殼，最重要的是核酸長鏈，病毒的遺傳物質就位於核酸長鏈。如果想要合成病毒，就必須有能力合成核酸。

核酸主要有兩種，分別是脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核苷酸（RNA）。DNA的組成堿基是ATGC，單位是脫氧核苷酸；RNA的組成堿基是AUGC，單位是核糖核苷酸。生命的遺傳物質通常是DNA，不過某些病毒會以RNA作為遺傳物質。
RNA病毒的遺傳物質不穩定，所以極易變異。

總之，人類現在還處於照貓畫虎的階段，並沒有能力設計出一個完全有別於自然病毒的新病毒。

就算人類能夠在實驗室中獨立制造病毒，離制造生命還有一個很遠的路要走，因為制造病毒與制造生命，兩者的難度有本質區別。

堿基對常被用來衡量DNA和RNA的長度，核酸長鏈的長度越長，複雜度也就越高，也就越難人工合成。冠狀病毒則是最大的RNA病毒，遺傳物質大約包含3萬個堿基對，目前科學家也已經能夠在實驗室中對其進行人工合成。至於更複雜的病毒，目前還很難人工合成。

世界上已知最大的病毒是多噬棘阿米巴模仿病毒，這是一種DNA病毒，該病毒的遺傳物質包含120萬個堿基對。人類的遺傳物質則包含31.6億個堿基對。可見，人類離成為造物主的目標還很遠。

人類要想戰勝病毒，對病毒的研究是必不可少的，對病毒的人工合成能力是不可或缺的。有人說人類因此打開了潘多拉魔盒，可科學是把雙刃劍，人工合成病毒用在了正確的地方，對人類就是有益的。

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