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约翰·康博斯:合成生物将引发第五次工业革命
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跟约翰·康伯斯(John Cumbers)的采访约在帕罗奥图的一处小咖啡馆。作为iGEM(国际基因工程机器大赛)的创始人之一,自2008年以来,约翰一直在美国NASA研究中心从事有关合成生物的相关研究,现在他的身份则是Synbiobeta公司创始人兼首席执行官,这家公司是全球合成生物学产业的活动中心,每年都会召集行业内创业者、投资人、学者、学生等一起开会。
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再论转基因
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见到约翰时,巴西寨卡病毒疫情肆虐的消息铺天盖地。Intrexon的英国子公司Oxitec研发出转基因雄蚊子“杀手”的消息(雄蚊子携带了一种基因,和携带寨卡病毒的雌蚊子交配后,其子孙后代达到生育年龄前就会死亡)自然成了聊到的第一个话题。当时,我对合成生物学像这种“挑战上帝”的行为感到十分震惊。到目前为止,人类还在探索宇宙和世界的真相,但我们其实所知甚少,人类整体属于比较无知的状态,如果我们冒太大的风险,或者在这条路上走得太远的话,我不确定这样做到底对不对。归根到底,人类会比创造一切的“上帝”更聪明吗?
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约翰一边喝咖啡,一边淡定回答:“你觉得上帝在创造这个世界时有一个计划吗?”然后,他从宇宙大爆炸一直说到地球上第一个生命的诞生,结论是,在地球生物的进化史上,DNA的变化是随机的,蛋白质和酶的变化也是随机的。为了让这些随机的DNA变化符合自己的需要,人类已经有了大约1万年的动植物培育、驯化历史。玉米、橙子和苹果最初都不是现在的样子,世世代代的人们通过千万次实验进行基因控制,改变DNA来培育这些物种,现在我们才有了各种好吃的食物。“我觉得我们都是‘自然主义’谬误的受害者:我们认为任何自然的东西就是好的或者更好的,但是自然充满了随机性,自然产生的东西可能是好的,也可能是坏的。同样,我们人类创造出来的东西,也是可好可坏。”
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约翰显然支持转基因蚊子。“我觉得这种发明棒极了,如果不消灭寨卡病毒,感染者的孩子的脑袋就会是畸形的,你想要看到这些吗?何况实验已经证明这些转基因蚊子暂时不会带来什么后果。”不过,他又补充说,也并非所有的基因改造生物都是好的,就好像不是所有的食物都有益身体健康一样,需要具体案例具体分析。
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第五次工业革命来袭
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当然,合成生物的应用不仅是转基因,它能做的事情还很多。它可以合成DNA,基因编辑技术可用于疾病的基因组编辑,用来删除、添加、激活或抑制生物体的目标基因,还可以改造微生物如细菌或真菌,产生可持续发展的生物材料或燃料……用约翰的话说,从我们穿的棉质T恤到咖啡中的甜味剂,我们目光所及之处都在应用生物技术。“最让我感到兴奋的是,合成生物技术使得基因的改变、设计、制造和测试都变得更简单了!合成生物是基因工程的延伸,也是未来生物技术的发展方向”。
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约翰特别提到的一个例子是,美国Ecovative公司研制出了一种生态环保材料,这种材料的本体是真菌,外观像蘑菇,这家公司能用这些真菌“种”出不同形状和结构的材料,人们可以用这些材料铺地板、造隔热墙,甚至搭建整个房子。因为生物材料消耗二氧化碳,它们不仅绿色无污染,甚至还能帮助减缓气候变化。
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合成生物学无疑是一个快速发展的新产业。据约翰介绍,截至2015年底,全世界约有280家公司将自己定义为合成生物公司,这些公司仅在2015年筹集的资金就超过7.5亿美元。美国的合成生物公司有181家,让人吃惊的是,这其中有约120家位于加州。这首先是因为旧金山湾区在生物科技领域有着神奇的传承。比如,第一个基因重组产品胰岛素就是70年代诞生在旧金山南部的基因泰克公司。之后,围绕着斯坦福大学、加州大学伯克利分校和旧金山分校,该领域的新技术不断诞生。另外,湾区有着“每个人都想创业,风投们都想为下一件大事筹钱”的文化,而湾区几个曾经的科技巨头都在过去6个月里投资了生物技术。
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现在,全球每年都有超过20家新公司成立,大家都对这个领域抱有巨大的期待。“毕竟,现在我们不仅能够合成、读取和编辑DNA,接下来,我们还有望重新编程DNA,就好像我们用计算机语言写一款软件那样。”
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约翰断定,合成生物将在疾病治疗、环境治理、新药物、新材料、新能源以及许多其他领域产生重大影响,一场全新的第五次工业革命即将到来。这次革命会将我们需要的一切都更快、更好、更便宜、更可持续地制造出来。现在,我们衣、食、住、行所需的产品都大量依赖石油化工行业,石油和天然气是我们主要的能量来源,而生物技术的能量直接来自太阳,这是根本性的变革。接下来的20年里,合成基因组学将成为我们制造任何东西的标准。
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从硅谷到“DNA”谷
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如今正在发展的各项技术都在影响着生物技术的发展进程。比如大数据、机器人和纳米技术等,它们都会让生物学变得更简单也更强大,甚至有可能带来颠覆性影响。约翰颇为赞同,他认为,合成生物产业本身有五大发展趋势:一是云实验室和机器人应用带来的实验室自动化;二是虚拟生物;三是大数据;四是机器学习;五是基因编辑技术。
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可以预见的是,“未来20~30年内,我们将会看到硅谷到‘DNA谷’的转变,我们也会看到全球制造业会竞相运用生物学知识和技术。生物学(知识/技术)会更常见,人们对它的理解会更深入,它的产品和应用也会产生更大影响”。
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约翰认为,合成生物产业将引领未来经济发展的方向。美国、英国、中国等多个国家对合成生物的投资比例都在逐年增大,未来几年,大量的风险投资资金将会继续投入到合成生物产业。
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人类2.0:在硅谷探索科技未来 结语
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本书谈到了十种科技,几乎每一种科技都会带来一场经济革命,乃至社会和生活大变革,但真正的革命却会从这些科技的互相融合、彼此互动和增强中产生。
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相信读者已经感受到了这些科技交融的能量。比如,纳米技术创造的新材料可使多种颜色和材料的3D打印成为可能,从而降低太空旅行的费用;能帮助制造纳米机器人,用于生物科技中定位癌症或监测身体内部状况;还能为可穿戴设备或物联网创造出新型电池……再比如,社交媒体、可穿戴设备以及物联网会极大促进大数据技术的发展,而大数据可使生物科技拥有足够多的可分析的基因组数据,进而帮助我们理解和战胜疾病,还能用于训练人工智能系统,区块链技术又可以为物联网以及大数据提供安全保障……
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目前,大多数科学家和研究机构多专注于其中一种技术的研究,他们的研究多是独立乃至彼此隔离的,世界上尚很少有专门的机构尝试理解将这些科技融合后的效果。可以预见,那些提前投资于研究两种或两种以上技术交汇方式和效果的个人和机构将领跑未来之战。
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还可以预见,多种技术的交融和互动孕育的这场新科技革命将最终把人类带入“2.0”阶段:这个阶段的关键不同是,科技对几千年不变的生、老、病、死的“人类规律”发起了冲击,并由此带来系列生存和伦理命题。
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我在书中并没有对这个阶段做过多的阐述,是因为,“人类2.0”的模样是由我们现在的作为来决定的。相信读完本书的读者都会意识到,科技和人类的未来需要我们每个人对自己当下的意念和行为更有觉知,更主动承担起力所能及的责任,为我们真正渴望的家园和梦想而努力。
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就我来说,这是一本关于科技的书,而科技永远在迅速变化和更新,能在这种变化中坚持写这样一本书的意义到底何在?我给自己的“交代”是,从“硅谷百年史”到每种技术的演变史,我想首先让读者们弄清楚每种技术的来龙去脉。毕竟,如果你能清晰的理解一种“新事物”到底从哪里来,经历过什么,你就能更容易的理解它到底能做什么,不能做什么,这也是为什么我每篇技术的论述几乎都是从“简史”开始的。
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