定向进化技术的前途

6.定向进化技术的前途

定向进化技术仍处于幼年阶段，为增加能够加以操纵的分子群体的规模，为提高选择方案的严格性和减少形成每一世代所需的总的时间，还有更多的工作面要去做。达尔文进化——亦即把选择增殖与重复随机化战略相结合——目前仅适用于RNA和DNA分子的群体。不过，一些蛋白质和其他类型大分子的定向进化系统业已露出在地平线上了。

定向进化为生物化学家根据定向进化本身的限度与自然界相互作用提供了一条道路。在实验室内，已进化出的新的大分子能够特异性地结合到在自然界中已进化出的大分子上。随着天然大分子的不断变化，定向进化会使研究人员的创造跟上进化的步伐——这点在停止病毒和其他病原体的耐药性的天然进化方面可能是关键性的。

走向进化技术的一项重要的应用前景将是开发新的催化剂。生物化学家早已从事于实现称之为“酶的合理设计”的研究——他们细心地用生物催化剂进行修补以改变酶的结构特性和功能特性。然而如果说一个大的异质的分子群体和实用的选择增殖战略已经来临，那么为什么不让这种正在进化的分子去修补酶呢？这种办法使生物化学家起着不习惯的旁观者的作用，实现了布兰纳荒谬地称之为“酶的不合理设计”之研究。

至于通过定向进化将达到哪些催化功能尚需拭目以待。达尔文进化在自然界的惊人成就应该是令人鼓舞的，但我们不应忘记自然界占先了40亿年。一种催化功能是大分子催化它自己复制的能力，这种功能是具有高度优先权的研究目标。这些分子必须以持续的方式开始进化——事实上，理论工作者一般都同意地球上的所有生命必定是从具有这种特性的分子进化而来的。从生物化学的观点来看，这类进行自我复制的分子必然是有生命力的。定向进化是以试图模仿生命而开始的，如果定向进化被证明是再创造生命的一种方式，那将是具有讽刺意味的。