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人類的科技發(fā)展得怎樣了?科學(xué)家們是否能人工合成生命,離創(chuàng)造生命有多遠(yuǎn)?

2022-10-27 06:09 作者:月舞之音  | 我要投稿

人造生命的概念其實(shí)很多樣,不同的領(lǐng)域會(huì)有自己的理解,真正將“人造生命”的概念科學(xué)化地闡述,并且嘗試付諸實(shí)踐的人,其實(shí)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的“鼻祖”——馮·諾依曼(von Neumann)。

馮·諾依曼認(rèn)為,生命系統(tǒng)最重要的特征,是生命的自我復(fù)制,為此在20世紀(jì)50年代,他和斯坦尼斯瓦夫·烏拉姆合作,定義了元胞自動(dòng)機(jī)的概念。隨后,在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出越來越多關(guān)于人造生命的詮釋:從簡(jiǎn)單的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)“自我復(fù)制”,到復(fù)雜的機(jī)器人,以及現(xiàn)在可以在圍棋上戰(zhàn)勝人類的人工智能AlphaGo。

提到生物上的“創(chuàng)造生命”,離不開合成生物學(xué)(Synthetic biology)這個(gè)21世紀(jì)以來蓬勃發(fā)展的學(xué)科。顧名思義,合成生物學(xué),就是利用合成的方法來創(chuàng)造新的生物信息,比如基因工程、合成蛋白質(zhì)、合成生物藥物,當(dāng)然,還有合成生命。2010年,克雷格·文特爾(Craig Venter)帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)宣布,他們創(chuàng)造了世界上首例人工合成的生命結(jié)構(gòu)。

文森特是一位名副其實(shí)的“科學(xué)狂人”,人造生命只是他的眾多成就之一| 圖源:TED他們利用化學(xué)合成的方法,合成出修改過的“絲狀支原體絲狀亞種”(Mycoplasma mycoides)的DNA,包含有901個(gè)基因、抵抗抗生素基因和一些沒有實(shí)際功能的人造DNA信息,再把它導(dǎo)入到受體細(xì)菌(山羊支原體)里。經(jīng)過一段時(shí)間的生長(zhǎng)、分裂,會(huì)出現(xiàn)正常細(xì)胞和只含有人造基因組的細(xì)胞。隨后借助抗生素殺死正常細(xì)胞,他們便能篩選出“人造生命”。

自從世界上第一只克隆動(dòng)物誕生以來,人類在基因編輯方面取得了重大突破。隨著時(shí)間的推移,轉(zhuǎn)基因技術(shù)越來越成熟,我們可以在市場(chǎng)上看到很多轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。當(dāng)然,轉(zhuǎn)基因作物一直是公眾爭(zhēng)論的話題,因?yàn)樵谵D(zhuǎn)基因技術(shù)中仍然有很多問題沒有得到解決。如果我們不談?wù)撧D(zhuǎn)基因作物,轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)在其他領(lǐng)域取得了良好的效果。讓我們來看看一些典型的案例。

首先是地球上第一只克隆羊——多利,它的誕生標(biāo)志著人類克隆的突破。雖然很多人都聽說過綿羊多莉這個(gè)名字,但他們不知道它是怎么來的。這是1996年一位英國(guó)生物學(xué)家一項(xiàng)偉大實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。據(jù)了解,生物學(xué)家將成熟細(xì)胞的細(xì)胞核注射到卵細(xì)胞中,事實(shí)上,在多莉之前,科學(xué)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)青蛙、牛等動(dòng)物的克隆,但這些克隆動(dòng)物的DNA來自胚胎,而多莉的DNA來自體細(xì)胞,這是一個(gè)前所未有的技術(shù)突破。

不幸的是,多莉沒活多久就死于肺病?,F(xiàn)在,多利羊,讓我們談?wù)劻硪环N與羊結(jié)合的動(dòng)物,那就是蜘蛛羊。蜘蛛羊并不是綿羊和蜘蛛的雜交產(chǎn)物,而是蜘蛛的特征轉(zhuǎn)移到了山羊身上,這種現(xiàn)象自2012年就出現(xiàn)了??茖W(xué)家們對(duì)山羊進(jìn)行了基因工程改造,使其產(chǎn)的奶能產(chǎn)生一種蜘蛛絲特有的蛋白質(zhì)。

為了解決這個(gè)問題,科學(xué)家在老鼠體內(nèi)添加了一種人類基因,這樣老鼠就能分泌乳鐵蛋白。這項(xiàng)技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)階段,尚未準(zhǔn)備好投入實(shí)際應(yīng)用。即便如此,也很難跟上全球需求的步伐。因此,科學(xué)家們正在尋找其他可以做這項(xiàng)工作的動(dòng)物,山羊和奶牛是目前的候選者。這樣的例子不勝枚舉,有些令人愉快,有些令人擔(dān)憂,因?yàn)樗鼈冞`反了人類的道德準(zhǔn)則。

人造生命,難道是為了取代人類?看到這的你,不知道有沒有被生物學(xué)家們創(chuàng)造出來的人造生命震撼到?又或者你正在思考,這背后是不是存在著復(fù)雜的倫理問題?人造生命在未來可能會(huì)取代人類嗎?

但是,我們不妨換一個(gè)角度來思考這個(gè)問題:相信研究者們開發(fā)這樣的人造生命,除了滿足對(duì)于生命的探索之外,其實(shí)還有其他因素的考慮。

比如我們提到合成生物學(xué)創(chuàng)造出來的最小細(xì)胞“辛西婭”,研究者們?cè)谶@個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的細(xì)胞模型上建模、推導(dǎo),對(duì)細(xì)胞內(nèi)的生物代謝過程有了更深入的理解;對(duì)最小細(xì)胞的進(jìn)一步解析又比如利用爪蟾胚胎和計(jì)算建模構(gòu)建出來的“生物機(jī)器人”,科學(xué)家正在嘗試?yán)盟飳W(xué)的特性和高效的自我修復(fù)能力,來給藥物運(yùn)輸或者內(nèi)外科手術(shù)提供幫助;而聽起來似乎已經(jīng)開始產(chǎn)生智能的“皿中之腦”DishBrain系統(tǒng),則是對(duì)計(jì)算機(jī)芯片的一次突破嘗試——上百億的神經(jīng)元如果能有效連接運(yùn)轉(zhuǎn)工作,其背后帶來的計(jì)算效率將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這樣再來看這些研究,人造生命是不是也沒那么駭人了呢?

人類的科技發(fā)展得怎樣了?科學(xué)家們是否能人工合成生命,離創(chuàng)造生命有多遠(yuǎn)?的評(píng)論 (共 條)

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