视野中国
您当前的位置 :主页 > 视野中国 > 资讯 > 正文
李腾:合成生物学让人类接管造物主的工作 | 未来简说
2017年09月28日 18:26:08来源:创头条作者:
【摘要】 当大家关注因发现青蒿素而获得诺贝尔奖的科学家屠呦呦时,青蒿素能够大规模制备还有幕后英雄合成生物学,这就是生物制造梦工厂,人类可以像组装机器一样组配生物,拥有了造物主的超能力。 【疯狂生长的微生物】 前几天我在跟小朋友们做科普,我问他们这个世

  当大家关注因发现青蒿素而获得诺贝尔奖的科学家屠呦呦时,青蒿素能够大规模制备还有幕后英雄——合成生物学,这就是生物制造“梦工厂”,人类可以像组装机器一样组配生物,拥有了造物主的超能力。

  【“疯狂生长”的微生物】

  前几天我在跟小朋友们做科普,我问他们这个世界长最快的生命是什么?答案是微生物,每隔30分钟到1个小时的时间就可以复制自己一遍,也就是以2的N次方的方式增殖。第二天,我反过来想了想这个问题,其实这个世界上增长最快的生物是人,微生物只会量变,人从东非的草原开始走出来,遍布了全世界,创造了文明,建造了城市,甚至登上了月球,这种是一种质变。这个地球上哪还有其他的生物能比上我们的速度,今天我们探讨的问题是科技可以把人类的未来,带向何方。

  

  回到微生物本身,大家有没有想过味精是怎么来的,啤酒是怎么来的,所有的酒都有发酵的过程,用了五千多年的发酵技术本质上是微生物在做这种催化。由此催生出了味精产业,发明了抗生素、胰岛素、玻尿酸等。微生物作为一个细胞工厂,帮他们去做的催化。你以为你喝的是酸奶,其实你喝是乳酸菌和他们的培养菌,这些乳酸菌你喝到肚子里,它并不孤单。人的消化道里有非常非常多的微生物。人体是由75%的微生物和25%的人类细胞组成的。微生物跟人的关系,比想像的要密切得多,它帮助人去消化各种各样的东西、合成维生素,人的肥胖跟肠道微生物关系非常大,在相对比较长的时间内,人体内的肠道微生物都是稳定的。这些微生物甚至还能控制人的血压,甚至控制人的情绪。

  微生物跟我们的生活密切相关。这种关系自微生物存在开始就一直存在,这跟我们的未来又有什么关系呢?随着人类对于微生物的认识越来越清楚,人可以代替造物主的工作去优化微生物,这就是合成生物学。

  

  在合成生物学家的眼中,微生物体内代谢的遗传信息并不是一个统一的整体,而是可以被拆分的一个非常复杂的工程化系统。把生命看作工程系统,像拼乐高积木一样,给微生物增加新的功能,这就是合成生物学,代表了人类未来的一个非常重要的方向。

  【增加了新功能的微生物能做什么?】

  我举的例子不是科学研究,而是实实在在的成果,有一个或者若干个公司在这个领域做创业。这就意味着它很快可以跟人的生活直接相关了,这七件事情未来最终的实现形态不一定就是这样的路径,但是合成生物学的解决方案会给它们提供一个可能的方向,未来谁也没法预测,但是我们现在已经站到了一个时点,这个时点是我们可能通过这样的方式去解决以下七个问题。

  

  癌细胞。有很多药物可以把癌细胞杀死,但怎么在杀死癌细胞的同时,不杀死常规的细胞,这是很难的问题。识别癌细胞是难点。所有的癌症的治疗方式都是在想办法去精准地识别癌细胞。人体内如果有癌细胞的话,癌组织内部形成一个暂时的封闭环境,绝缘人的免疫系统,把一种益生菌,注入到人的体内,益生菌为了不被人的免疫系统杀死,会找一个避风港,最终它会找到癌细胞的内部,当我们给这样的微生物加入一个可以释放抗癌药物的功能的时候,微生物会自己繁殖,一边复制自己,一边在癌细胞内部释放药物。只要癌细胞还存在,微生物就会找到癌细胞里面去释放药物,而它一边释放,一边扩大自己。如果癌细胞消失了。这些微生物也死了,因为它没有避风港,人的免疫系统会把它杀死。

  

  污水。其实只要有人的地方,就会产生污水,主要问题是工业污水,引起了严重的环境问题。如果可以给微生物加一些功能,让它去处理苯类物质、含有重金属、含有抗生素污水,那么这所有的污水就可以分门别类的被快速处理。

  化肥。空气中70%都是氮,但是它是氮气的形式存在,而农作物生长需要氮肥。有一些微生物是可以做氮的固定,把氮气变成氮肥,但是它们通常需要在厌氧的环境下,所以一般的植物用不了,给一些耗氧的微生物加上固氮的功能,进入到植物的根系里帮植物去固氮,这时候我们就不需要给植物施氮肥了。

  塑料。塑料是二十世纪在材料学领域的一个大发明,但是它产生了非常严重的环境问题——白色污染。塑料化学结构非常稳定,微生物吃不掉它也就难以降解,微生物可以合成跟塑料很像的天然高分子材料,代替传统的塑料。你把它扔掉之后,微生物会把它吃掉。我们就可以告别塑料污染。

  

  药片。肠道微生物在我们的肚子里,完全可以优化它们,帮人去合成药物,定时分泌分泌药物。如果你是一个糖尿病患者的话,未来你的肠道微生物,可能可以让你在你可以控制的时候,去帮你去合成胰岛素。

  合成生物学不仅能应用在微生物的领域,还能应用在高等动物的领域。人有时候器官损坏了,需要器官移植。但最大的问题是供体不足。如果可以用猪做人器官移植的供体的话,那么供体不足的问题,不就可以解决了吗?但是猪的器官移植到人体内,会有特别严重的排异反应。有些团队给猪的基因组做基因的编辑,把上面会对人做造成特别严重的排异反应的基因片段删除掉,这样的猪植入到人体内,排异反应就是完全可控的了。

  

  【新技术从实验室走向市场】

  把这些例子变成现实的技术平台包括三部分:第一部分是设计微生物和数据处理的信息化平台;第二部分是自动化的微生物铸造厂;第三部分是一个生物制造技术平台,在可控的条件之下快速地复制。

  当我们有了这个技术平台之后,我们就要找一个产品作为实验,在中国大陆陆地最低点——新疆维吾尔族自治区吐鲁番市艾丁湖,这是中国极端最高气温记录点,盐湖盐的含量是海水的六倍,这里的微生物可以在特别极端的环境下,快速的复制自己。

  

  我们把它拿到实验室,放到投射电子显微镜之下,它是圆圆的一小个,我们给它加了一个功能,就是要让它尽最大的力量把周围的养分吸收过来,这些养分变成塑料,聚集在他的体内,就是塑料的原料,这种叫做PHA的天然高分子材料就是塑料的完美替代品,把它放到清水里,它自己破掉,把塑料释放出来了,就是面粉一样的小颗粒,然后加工成塑料制品。这就是蓝晶微生物的团队在做的事情,可把PHA的生产成本降到非常低的一个水平,实现PHA大规模替代传统的塑料。

  

  合成生物学就是人类要借助造物主之手,暂时接管它的工作。虽然人类已经慢慢的有了这样的能力,但是我们要注意在发展科技的同时,要学会尊重世间万物,当人类掌握了越来越多的技能的时候,其实是相对危险的,既要努力发展我们的能力,又要注意平衡这些能力,跟自然的关系。我们要学会带着敬畏之心,去看待世间万物,谢谢大家!


  Q:当人类有可能接管造物主的能力的时候,万一这个技术失控的话会怎么样,电影片段中的生化危机是否真的会出现吗?

  A:我觉得是人类的伟大之处,就是一方面我们在努力的发展新技术,另一方面又花了很多时间去解决掉这些新技术带来的新问题。生物技术发展最危险的地方,可能是在于病毒和细菌这些生物武器,它们有非常强的传染的能力,这个可能是最危险的。但事实上现在人们已经可以去很快速地控制世界上最危险的传染源了,新技术带来的新挑战这就需要整个社会要去关注这样的问题,然后要去想办法解决它,但是不能因为我们担心这样潜在的危险就不去发展技术。


  如果你可以用新技术改造自己,你会给自己加什么超能力?

  1、飞天遁地,日行千里

  2、金刚不坏之身,无限自愈

  3、不眠不休,永不疲倦

  4、穿越时光


  【想知道未来五年的生活看看他们怎么说】

  

  

  

  特别感谢创业邦、猎云网、极客公园、品玩 、硅谷动力、一嗨租车、风颂、中谷跨境服务中心 、将门、上海双创投资中心 、活动行对《未来简说》的大力支持!

责任编辑: 小温

看新闻,关注新闻

猫扑网友:空景 Sadnes╰つ
评论:世界上最疼痛的话是:“我爱你,但是……”。世界上最甜蜜的话是:“……但是,我爱你”。

其它网友:曲终人离场
评论:昨天去市里参加放鸽子比赛,结果就我一个人去了。

百度网友:空白  Koreyoshi
评论:从小就有一个敌人叫“别人家的小孩”。他不爱玩游戏,从来只知道学习。

本网网友:光棍节的忧伤
评论:法国有个圣女,叫贞德。中国有好多剩女,是真的。

天涯网友:很二先生 #
评论:我要多念一点书,哪怕以后当流氓,那咱也是有文化的流氓。

腾讯网友:Haggard. 憔悴
评论:女人=吃饭+睡觉+花钱 女人=猪+花钱 女人-花钱=猪 结论:女人不花钱等于猪!

淘宝网友:半日情obsessIOn
评论:我妈就生了这么一个限量版的我,你看着办吧Q_Q

凤凰网友:暖心 Vicious▽
评论:只要爱情不要金钱的女人很多,只要爱情不要婚姻的男人更多。

天猫网友:人要靠自己
评论:> 我说:要有上班以外的生活!于是,老婆告诉我这个可以有、于是:我有了加班!

网易网友:偏心   ■
评论:长的帅还不是靠爸妈,活得帅才算是真本事。

相关阅读
分享到:
版权和免责申明

视野中国所有文字、图片、视频、音频等资料均来自互联网,不代表本站赞同其观点,本站亦不为其版权负责。相关作品的原创性、文中陈述文字以及内容数据庞杂本站无法一一核实,如果您发现本网站上有侵犯您的合法权益的内容,请联系我们,本网站将立即予以删除!