流言:新冠病毒可以人为制造

来源:科学辟谣 时间:2020-11-18 09:53:53

流言:近日日本科学家在实验室成功地实现了新型冠状肺炎病毒(COVID-2019)的人工合成。这则新闻引发了中外媒体的转载,也形成了关于“新冠病毒确实来自人为制造”的说法。

真相解读:

近日,一则关于日本科学家成功实现新冠病毒人工合成的新闻在世界各国媒体圈中都引发了广泛转载,也给不明真相的广大群众带来了不小迷惑。我国相关机构不是早就对“新冠病毒系武汉生物实验室人为制造”的谣言进行了郑重驳斥,怎么日本科学家又在实验室成功地合成出了这种病毒,新冠病毒到底是不是人为制造的呢?今天这篇文章,就为大家厘清这则新闻带来的种种误解。

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媒体报道截图,来源:人民日报海外网

日本科学家搞出了一个怎样的“大新闻”

本月月初,日本《每日新闻》报道称,群马大学病毒工程学专业的神谷亘教授,在实验室中成功地实现了新型冠状肺炎病毒(COVID-2019)的人工合成。这一成就将为揭示病毒感染人体的原理以及解读该病毒的RNA遗传密码做出贡献。

这则新闻立刻引发了中外媒体的转载,也在一定程度上形成了关于“新冠病毒确实来自人为制造”的误解。其实,新闻中所称的“人工合成”虽然听起来确实是“人为制造”,但这种人工合成和大家设想的“疯狂科学家在实验室中造出致命病毒”的场景完全不同。

为什么这么说呢?来看看日本科学家是如何人工合成新冠病毒的。

我们都知道病毒是有自己的遗传序列的,它们靠着遗传序列实现传宗接代的目标。病毒感染细胞时,首先附着在细胞表面并伺机进入到细胞内部,然后病毒释放出DNA或者RNA,二者携带着病毒的遗传序列。新冠病毒是RNA病毒,意味着它们的遗传物质是RNA。

神谷亘教授的研究团队正是将之前从日本国立传染病研究所得到的病毒遗传序列,插入到细菌人工染色体(BAC)中,令病毒在细菌的细胞内部进行复制,从而人工实现了新冠病毒的合成。

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RNA结构示意图,来源:维基百科“RNA”条目

人工合成≠人为制造

RNA是一串复杂的代码,它不光存储着细胞的各种遗传信息,还可以调动细胞内部的很多资源,为其所用。新冠病毒的RNA进入人体细胞后,就会利用细胞中的养分来进行自身的复制,直到细胞不堪重负,破裂并释放大量病毒。

我们可以把病毒RNA比作一个本领高超的“木匠”,一旦进入细胞,就能四处搜刮材料,打造自己的同类。如果要研究这个“木匠”究竟是怎么工作的,就必须研究这个“木匠”的各个结构。这个过程经常需要通过改变“木匠”基因组的每个序列,把一些结构进行修改替换,这样才能更好地了解它们的工作原理,找到应对防控策略。

而本次大新闻里面所说的细菌人工染色体,就是这么一种可以用来对病毒基因组进行改造的技术和平台。在细胞里进行基因操作没有在细菌(主要指的是大肠杆菌)那么方便,所以科学家就人为的把病毒的基因组想办法放到了细菌的细胞内,让他成为细菌遗传物质(染色体)的一部分,所以这个技术被称为“细菌”“人工”“染色体”。

之后,科学家就可以相对容易在细菌内对病毒的基因组进行各种改造,可以掐头去尾,也可以添枝加叶。这个过程只是在基因组层面操作,因为这些病毒是无法在细菌复制增殖的,所以在这个过程中没有病毒出现。之后还需要把修改过的病毒基因组重新放回细胞内,才能产生出新的修改过的病毒。

这次新闻有些语焉不详,但是推测是首先基于已有的病毒基因组序列(RNA)合成了相应的DNA(DNA合成技术现在已经非常成熟了),然后把这段人工合成的DNA序列通过细菌人工染色体技术放到了细菌上。在细菌里大量生产了这些细菌人工染色体的DNA后,把他们转入细胞产生了真实的病毒。从而实现了在无原始病毒状态下的“人工合成新冠病毒”。

因此,这种“人工合成”是建立在已经拥有病毒遗传序列的基础之上,整个过程差不多可以比作根据蓝图制造一个机器;而“人为制造”相当于无范本参照和任何蓝图的情况下从无到有“制造”一个机器。这是完全不同的。

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构建细菌人工染色体的流程,来源:参考文献1

人工合成新冠病毒有什么意义

科学家们为什么要进行这项工作呢?

当然是为了进行相关研究,通过细菌人工染色体基因编辑的手段,我们可以修改病毒基因组对应的DNA中的个别基因片段,再通过细菌大量合成出这些编辑后的DNA,然后转入细胞就可以获得相应的修改的病毒,从而了解特定基因对于病毒的生理功能。这个过程,虽然也可以在细胞里完成,但是因为需要对有复制能力的活病毒进行操作,所以安全性和难度都相对较高。而细菌人工染色体技术,则是相对更易于操作也更安全的方案之一(反向遗传学、假病毒等等也是常用的技术)。

此外,我们还可以将特别的基因导入到病毒基因组中,例如新闻中研究将荧光蛋白的相应基因插入到病毒中,这样病毒在感染的细胞中就能同时表达荧光,从而给观察研究带来便利。

总而言之,所谓的“人工合成”新冠病毒并不意味着人类能够制造出自然界本身不存在的病毒,而仅仅是依据病毒基因组“蓝本”构建了一个病毒研究的平台。新冠病毒来自于自然界,绝非是实验室中制造或者逃逸出的病毒。

参考文献

1. Bacterial Artificial Chromosome (BAC)

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


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辟谣专家:
陆修远 大阪大学免疫前沿研究中心 研究员
复核专家:
赵非 北京脑科学与类脑研究中心分子病毒学研究员