? 看前提醒，本系列充斥著作者的主觀論證，且因為資料太多太雜導致多數(shù)文章沒有進行參考文獻的索引，不喜勿噴，歡迎理性積極討論.

淺談我對改造生命的理解與展望

? 從水下的第一個萌芽開始，生命就開始了改造環(huán)境的征途，待到東非大裂谷中的猩猩不得已而下地時，生命對自然的改造就走上了快車道。我們的祖先和他們的親戚們，憑借著他們無與倫比的大腦容量獲得了改造自然最強大的武器——好奇心與創(chuàng)造力。如果說，在之前億萬斯年的時間長河里，生命都是被動地改造環(huán)境，或是適應(yīng)環(huán)境，那么智人的出現(xiàn)便是生命主動改造環(huán)境的起點，他們搬石鑿山，燒林開荒，利用著自己的創(chuàng)造力大肆地改造著這個世界。同時，他們也把目光盯向了與他們一致的生命之上，他們馴化作物，蓄養(yǎng)家畜，釀酒制醋。他們把環(huán)境改造地適宜他們生存，他們把生命改造地方便他們生活。

??隨著時間的流逝，文明的進步，科技的發(fā)展，人類對生靈與自然的改造能力呈現(xiàn)了如指數(shù)爆炸般地增長，對生命緩慢地改造馴化已經(jīng)慢慢跟不上人類的需求了，貪婪與好奇驅(qū)使著他們窺視起了那組成生命的底層代碼——基因。1953年James Dewey Watson和Francis Crick發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，揭示了生命遺傳的本質(zhì)；1958年，Crick提出遺傳的“中心法則”，闡明了遺傳信息構(gòu)成和傳遞的規(guī)律；1966年，生命的遺傳密碼子表解析完畢；1970年，限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)（同年逆轉(zhuǎn)錄酶也被發(fā)現(xiàn)）使體外進行DNA操作成為可能；1985年，PCR技術(shù)的發(fā)明使得人類可以獲得大量的DNA序列的材料；1990年，John Craig Venter發(fā)明了鳥槍法測序，開啟了人類對DNA進行高通量測序的新紀元。此時此刻，改造生命的基石已經(jīng)初步構(gòu)成了。[1]

?如果把生物體的遺傳信息比喻成一本書的話，那么DNA序列便是這本書上的文字，進過對測序方法不斷地升級迭代以及人類持續(xù)多年的測序，人類已經(jīng)獲得了大部分“物種之書”上的全部文字（全基因組測序）。但是，得到文字知識開始，讀懂文字才是解析生命、改造生命的重中之重。遺憾的是，目前人類哪怕對最簡單的生命體——病毒的基因也處于一個“半文盲”的狀態(tài)，能讀懂，但不多，面對細胞生命的時候更是滿頭霧水。但不要緊，僅憑著這支離破碎的信息，已經(jīng)足夠人類這一充滿創(chuàng)造力的生物大展身手了。

??所謂改造生命，便是人類在物種的遺傳之書上自由創(chuàng)造，包括但不限于簡簡單單的添刪改查。人類把其他書里的文字轉(zhuǎn)移到另一本書里，來讓這本書變成對人類更有益的“名著”，甚至于2010年，Venter宣布首個“人工合成基因組細胞”誕生. 他設(shè)計、合成和組裝了1.08Mb的支原體基因組（JCVI-syn1.0)，這相當于把支原體整本書的文字一段段地都換成人類設(shè)計的文字加水印，來進行偽·創(chuàng)造生命。2014年，美國Scripps研究所Romesberg團隊設(shè)計合成了一個非天然堿基配對：X和Y, 并將它們整合到大腸桿菌基因組，在生命的之里添加了新的文字。與支原體等元和生物不同，真核生物的遺傳之書并非雜亂無序，物種的DNA會盤曲折疊成染色體，組成了書里的各個章節(jié)，這不僅規(guī)范管理了書中的文字，同時也使其被改造的難度節(jié)節(jié)攀升。但在2017年，天津大學元英進教授牽頭完成了酵母的長染色體的精準定制合成，成功的人工合成了生命的一個章節(jié)，隨機的2018年，我國科學家覃重軍團隊與美國科學家杰夫·博克團隊實現(xiàn)人工改造真核生命，分別把釀酒酵母的16條染色體整合成1條，把生命的各個章節(jié)整合成了一章，打開了改造生命的新大門。[2-4]

?此時此刻的人類就像一個天性頑劣的孩子在這篇有字的白紙上肆意玩耍，但是玩耍也不是一帆風順的，為了保證物種的正常生存和遺傳信息的完美傳代，物種的遺傳之書自帶審查修改功能，這為人類地玩耍帶來了巨大的不便，同時人類每次改造遺傳之書的過程也極為低效，根本滿足不了人類自身的好奇心，所以人們不斷地尋找著遺傳之書審查的bug，改進自己玩耍時的小工具——基因編輯技術(shù)，直到2013年，人類終于掌握了生命遺傳之書截至目前最大的bug——CRISPR，2013年，人類發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas9系統(tǒng)可高效地編輯基因組。隨后張鋒等使用CRISPR系統(tǒng)成功地在人類細胞和小鼠細胞中實現(xiàn)了基因編輯。CRISPR的高效編輯能力使得人類改造生命的能力增強了數(shù)倍不止，由其掀起了席卷全世界的基因編輯熱，一個大基因編輯時代仿佛近在人類眼前，直到2018年11月26日，賀建奎的人類基因編輯嬰兒事件的發(fā)生給這股巨浪按下了一個剎車鍵，也再次提醒人類改造生命的警戒線——人類自己。[5-6]

??可以說，人類改造生命與自然的歷史是極為悠久的，從人為馴化到基因編輯，從耕作技術(shù)的起源到合成生物學的興起，人類的繁盛史也即是人類改造生命與自然的歷史，人類改造馴化了小麥、水稻等作物，解決了溫飽，文明才得以發(fā)展，人類對生命的改造在人類發(fā)展中占據(jù)了舉足輕重的作用。如今，隨著合成生物學的發(fā)展興起，人類利用自己的工匠精神改造著生命的底層邏輯，使得它們越來越方便人類使用，我毫不懷疑，遲早有一天，人類能完全真正地從無到有地創(chuàng)造出一個生命，篡奪從前獨屬于上帝神明的權(quán)柄。制造微生物細胞工廠生產(chǎn)化學品、材料、燃料、植物天然成分和替代蛋白；通過細菌、細胞來治療疾病和幫助作物增產(chǎn)等。人類正在不斷拓展改造生命的新邊界。但同樣，其發(fā)展也必須受到人類自己的嚴密調(diào)控，改造生命也有絕不能越過的警戒線，目前人類正處于這個懸崖的邊上，如何好好利用這把雙刃劍是我們必須時刻考慮的問題！

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參考資料：

[1]?https://zhuanlan.zhihu.com/p/464165639

[2]?https://zhuanlan.zhihu.com/p/357331408

[3]?https://news.gmw.cn/2018-08/30/content_30867343.htm

[4]?https://zhuanlan.zhihu.com/p/65165375

[5]?https://zhuanlan.zhihu.com/p/90266670

[6]?https://www.zhihu.com/question/526499608/answer/2631539391

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