以下内容摘自《创世纪》机器:艾米·韦伯(Amy Webb)和安德鲁·黑塞尔(Andrew Hessel)在合成生物学时代重写生命的追求。版权所有©2022。可从PublicAffairs获得烙印
以下内容摘自《创世纪》机器:艾米·韦伯(Amy Webb)和安德鲁·黑塞尔(Andrew Hessel)在合成生物学时代重写生命的追求。版权所有©2022。
Genesis Machine结合了许多不同的生物技术,所有这些都是为了编辑和重新设计寿命而创建的。一系列新的生物学技术和技术广泛地属于合成生物学的伞,这将使我们不仅可以阅读和编辑DNA代码,还可以编写它。这意味着很快,我们将对生活结构进行编程,好像它们是微小的计算机一样。
自2010年代初以来,可以使用其中一种技术编辑DNA代码:CRISPR-CAS9。科学家指的是一对“分子剪刀”来描述该技术,因为它使用生物学过程来切割和粘贴遗传信息。 CRISPR通常会成为有关开创性医疗干预措施的头条新闻,例如编辑盲人的基因,以帮助他们再次看到。科学家一直在使用CRISPR的物理分子剪刀技术,并将DNA分子拼接在一起,以一种生物拼贴为单位,并将其重新排列为新的地方。问题在于,研究人员无法直接看到对正在处理的分子的更改。每个举措都需要实验室操作,然后必须对其进行实验验证,使其全部间接,劳动密集和耗时。
合成生物学数字化处理过程。将DNA序列加载到软件工具中 – 想象一下DNA代码的文本编辑器 – 使编辑与使用文字处理器一样简单。将DNA编写或编辑为研究人员的满意度后,使用类似于3D打印机的东西从头开始打印新的DNA分子。 DNA合成的技术(将数字遗传密码转化为分子DNA)已呈指数改进。当今的技术通常会打印出数千个碱基对的DNA链,可以组装出来,以创建细胞的新代谢途径,甚至可以为细胞的完整基因组创建新的代谢途径。现在,我们可以像编程计算机一样对生物系统进行编程。这些科学创新推动了合成生物学行业的最新和快速增长,目的是制造高价值应用,包括生物材料,燃料和特种化学品,药物,疫苗,甚至是工程的细胞,这些细胞起着微观机器人机器的作用。人工智能的进展为该领域提供了重大的推动,随着AI越好,可以测试和实现的生物应用越多。随着软件设计工具变得越来越强大,DNA打印和组装技术的发展,开发人员将能够从事越来越复杂的生物创作。一个重要的例子:我们很快将能够从头开始编写任何病毒基因组。鉴于造成Covid-19的SARS-COV-2的冠状病毒,这似乎是一个令人恐惧的前景。
如此难以遏制的病毒使诸如SARS-COV-2(SARS-COV-2)和SARS,H1N1,EBOLA和HIV的原因是它们是功能强大的微观代码,它可以用未保护的宿主繁殖和繁殖。您可以将病毒视为将您加载到计算机中的USB棒。病毒通过将自己固定在单元格上并加载新代码来像USB一样起作用。而且,在我们经历全球大流行时,这听起来很奇怪,病毒也可能是我们对美好未来的希望。想象一家合成生物学应用商店,您可以在其中下载并在任何细胞中添加新功能,植物或动物。英国的研究人员合成并编程了第一个大肠杆菌基因组,该基因组于2019年。接下来,将合成多细胞生物的千兆空间尺度基因组 – 植物,动物和我们自己的基因组 – 将合成。有一天,我们将有一个技术基础来治愈人类中的任何遗传疾病,在此过程中,我们将引发寒武纪的工厂和动物的寒武纪爆炸,用于今天难以想象的用途,但将面临我们在喂养方面面临的全球挑战。 ,服装,住房和照顾数十亿人类。
生活变得可以编程,合成生物学做出了大胆的承诺,可以改善人类的生存。我们在本书中的目的是帮助您思考地平线的挑战和机遇。在接下来的十年中,我们将需要做出重要决定:是否编程新型病毒来抗击疾病,遗传隐私将是什么样子,谁将“拥有”生物有机体,公司应如何从工程细胞中赚取收入以及如何遏制实验室中的合成生物。如果您可以重新编程身体,您会做出什么选择?您是否会为是否或如何编辑未来的孩子感到痛苦吗?如果气候变化降低,您是否同意食用转基因生物(转基因生物)?我们擅长使用自然资源和化学过程来支持我们的物种。现在,我们有机会根据地球上的所有生活来编写新代码。合成生物学的希望是人类有史以来最强大,可持续的制造平台建造的未来。我们正处于一种令人叹为观止的新工业发展的风口浪尖旁。很快就会拥有合成生物学,该领域由于新颖的冠状病毒而获得了增加的投资。结果,mRNA疫苗,家庭诊断测试和抗病毒药物开发的突破正在加速。现在是时候将对话提高到公众意识的水平了。我们根本没有时间再等了。
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