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生物编程员之硬件实现相关(一)英雄前传

已有 4669 次阅读 2009-12-29 14:37 |个人分类:合成生物学|系统分类:科研笔记| 系统生物学, 合成生物学, 生物编程

   一个人不要在同一个地方跌倒两次,但一个人可以在同一个地方成功两次。

      要想实现生物编程,首先就要拥有编码能力。而现在这个能力已经被Venter研究所的科学家阶段性完善成熟了1。人工生命也已经诞生2,虽然没有申请到专利,但是吸引全世界科学家关注的效果已经形成,Venter的人工生命必将推动整个合成生物学的沸腾,就像Venter标志性的鸟枪技术对测序的深远贡献。

人类编码能力的逐步进化伴随着一系列巨大的技术成就和应用成果。

     人们广泛应用了几千年的杂交育种工作是编码能力的萌芽,让两性繁殖这个自然的遗传重编码过程在人类的定向选择下对物种进行性状优化。这个时候完全没有编码能力,但是已经有选择编码结果的意识了。这是一个漫长的过程,人们也通过这个技术获得了各种驯化了的动植微生物。孟德尔用这个技术研究了遗传的基本规律,摩尔根用这个技术获得了基因的概念。

     进入遗传学的时代,缪勒发现X射线照射可人工诱使遗传基因发生突变,人们获得了随机改变遗传编码的能力。有了这个技术,摩尔根的果蝇研究中各种奇特的突变株才可以得到,有了这个技术,弗莱明的青霉素的产量才会有几个数量级的提高,抗生素行业才能在人类健康中发挥如此巨大的作用。

     进入分子生物学时代,伯格和科恩的重组DNA技术的发明更是直接让人们看到了生物学时代来临的曙光。人们拥有了改变遗传密码的初步能力虽然还很有限,但是重组DNA技术让科学家可以定向改变想要研究的基因,这项突破影响巨大,在生物学研究领域创造了一个基因功能研究的标准范式:基因敲除基因回补看表型。基因敲除小鼠为人类认识各种疾病开发新药提供了研究模型,干细胞治疗也需要重组DNA技术来帮助实现。而通过重组DNA技术工业化生产的各种生物类药物(产品)迅速成长红透药物市场半边天。

     进入系统生物学时代,Venter的人工生命是合成生物学的一个里程碑。人类拥有了编码能力,强大的编码能力,不是重组式的而是de novo的彻底的重零合成。人类拥有了书写生命天书的笔和白纸,现在想像力才是书画的极限,一个全新的令人振奋的领域已经打开,还犹豫什么,一起来作画写诗词吧!



1. Gibson, D.G. et al. One-step assembly in yeast of 25 overlapping DNA fragments to form a complete synthetic Mycoplasma genitalium genome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105, 20404-20409 (2008).
2. Gibson, D.G. et al. Complete chemical synthesis, assembly, and cloning of a Mycoplasma genitalium genome. Science 319, 1215-1220 (2008).


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