合成細胞（Synthetic cell）的鬼斧神工（2）

二○○五年，哈欽森開始在克萊格·凡特研究所的全職工作，克萊格·凡特研究所是由生物替代能源研究所和凡特其他的組織合併而成立的。離開學院的生活有其缺點，「我無法做任何我想做的事」，哈欽森說。「我們不是完全獨立的代理人。」但是三人對重大科學挑戰的興趣，把他們繫在一起。在克萊格·凡特研究所合成生物學家吉布森（Dan Gibson）說，「我認為他們三人只做具有重大價值的實驗。」

「在真正進行之前，我們不會知道到底有沒有可能達成。」

——哈欽森

負責基因組構建的史密斯和哈欽森，對於成功的機會謹慎以對。哈欽森說，「在真正進行之前，我們不會知道到底有沒有可能達成。」技術挑戰隨之而來。巨大的去氧核醣核酸片段可能會破碎；生殖道黴漿菌的緩慢生長速度也限制了進展步伐；以及最關鍵的，用新的基因組重新啟動一個細胞，是從未做過的事情。

雖然大家通常只看到凡特與其研究機構公眾的一面，但凡特其實也對科學有所貢獻。史密斯和哈欽森在為細節努力之時，是凡特提出關鍵的戰略決策。起初，這個團隊試圖用生殖道黴漿菌較短的去氧核醣核酸片段來組裝，而不是從一家去氧核醣核酸合成公司買更長也更昂貴的片段。但是實驗進展緩慢。史密斯說，「當我們已在此題目上工作了好幾個月時，凡特走進實驗室，並說，『史密斯，到目前為止你已經把多少個片段接在一起？』我回說一個也還沒有。他說：『好吧，我們就訂些昂貴的去氧核醣核酸片段。』」

另一方面，基因轉植組也沒什麼好手氣。在這個組的博士後研究員拉第格（Carole Lartigue），對這個問題工作了兩年。曾負責監督這個研究的葛拉斯說，「除了失敗，甚麼也沒得到。」到了二○○六年年底，拉第格終於得到成功移植的第一個證據，次年研究團隊宣布，他們已成功地移植自然的，不是合成的絲狀黴漿菌（Mycoplasma mycoides）基因組進入近緣種山羊黴漿菌（Mycoplasma capricolum），改變了他們的特性。

近緣種山羊黴漿菌

雖然在論文裡是如此大張旗鼓地宣揚，在克萊格·凡特研究所裡的氣氛並不總是那麼興高采烈。在論文發表幾個月後，史密斯心煩意亂地走進實驗室。他擔心，從一些絲狀黴漿菌中分離出的基因組，有可能在與受體細胞混合時便進行修補和恢復，一個他稱作「刺破輪胎」的假說。這些復活的細胞可能會被誤認為移植後的細胞。

對實驗控制一絲不苟而聞名的哈欽森說，「我認為找到的證據非常棒，不會是這種情況。」但史密斯的懷疑並沒有停息，直到二○○八年年底，當小組運用已經被植入酵母菌並修改的天然絲狀黴漿菌基因組，來啟動山羊黴漿菌的細胞時，會發現「淨化」任何殘餘原始細胞宿主基因組的過程。「那是個絕對的證據。」史密斯說。

截至目前，史密斯和哈欽森正在克萊格·凡特研究所聖地牙哥的新實驗室工作，根據史密斯的說法，這是因馬里蘭的寒冬而來的。二○○三年，史密斯曾在冰上滑倒，摔斷了腿。多年之後，當他與凡特穿行在羅克維爾雨雪之中時，「我轉身對凡特說：『我們為什麼要住在這裡？』」史密斯說。「他說，這是個好問題。」凡特在加州大學聖地亞哥分校，他的母校附近設立了一個實驗室，於是史密斯和哈欽森向西遷徙。 「我來了，因為史密斯也來了。」哈欽森說。

這個時候，克萊格·凡特研究所的研究人員已經用化學方式合成了生殖道黴漿菌的基因組。從去氧核醣核酸合成公司所提供具五千到七千個鹼基對的片段開始，研究人員把它們逐步連接變大，首先在試管培養，然後在酵母菌內進行實驗。但是他們仍然無法成功地移植生殖道黴漿菌的基因組，同時生物體的緩慢生長速度意味著，他們至少要等上一個月才能看到實驗的結果。「我們就是不知道它到底會不會成功。」前小組成員，分子生物學家斑德斯（Gwynedd Benders）說，「難道我們只能一直在這上面打轉嗎？」

早在二○○七年，凡特便建議置換提供基因的物種：改用合成的絲狀黴漿菌基因組，那大約是生殖道黴漿菌的兩倍大，再將它移植到山羊黴漿菌。絲狀黴漿菌增長較快，團隊也已能轉植這種細菌的天然基因組。研究人員之所以還不置換，是因為他們不知道酵母菌中合成的絲狀黴漿菌基因組，在組裝後是否能移植放入細菌。

不過一旦他們能成功以自然基因組完成轉植，凡特的構想便似乎更具吸引力。在二○○八年年底，凡特和史密斯討論使用絲狀黴漿菌基因組合成的策略，而後史密斯寄電子郵件給吉布森：「凡特希望這件事能夠他媽的快點解決。」「這是那種絕對需要凡特參與的事情。」史密斯說，「他會努力推動它，是我的話則會拖上好幾個月。」