合成生物学的春天分享 http://blog.sciencenet.cn/u/whchen

博文

生物编程员之硬件实现相关(二)鸟枪合成外传

已有 4491 次阅读 2009-12-29 14:48 |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, 鸟枪合成

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。


我们今天讲的就是人工生命诞生这么一个段子。
       Venter是一个美国个性派科学家,2001年因为单挑整个人类基因组而家喻户晓,但他是一个某种意义上的“民科”,曾经人类基因组测序的一份子,因为见解不能被人类基因组计划采纳自己寻求民间资助。美国民间是有财的,藏富于民不是忽悠,Venter也是有才的,发展个性后的多样性不是忽悠:Venter的思路是独特的。

       总之,Venter拿到了他的鸟枪,但是对手是有大炮装备的一群天才,一群过去已经证明成功过的天才(双螺旋沃森是其中之一)。当然好消息是老虎会打盹岁月不饶人,过去的成功与将来的成功不是简单线性关系,时间本身是一个变量因素,研究者的知识结构随时间价值变化,研究对象的现象层面随时间变化,研究环境随着过去的成功发生或正或负的变化。

       闲话不表,那么Venter的鸟枪有什么优势呢?通俗说来就是灵活可以打游击,发动群众的力量。专业来说就是鸟枪测序可以将人类基因组化整为零从而进行大规模平行测序。这就跳出了人们认为天书只能从头读到尾的习惯限制。“每人拿一小段,大家分头去读,然后交给计算机汇总”Venter高声说道,复杂的事情就被简单的原理克服了。我们现在的第几代第几代测序技术都发扬了这个思路,大规模平行测序,虽然Venter的鸟枪没有被命名为几代几代,但是我们记住了他的贡献,单挑整个人类基因组的英勇事迹也激起了爱好英雄的美国人的测序技术创造热情,后面的测序技术极致发挥鸟枪做到了空间换时间的艺术实现。
       另一边,大炮也有大炮的难处,虽然天书被分成了几章(中国人拿到了一些),但是没有办法发动群众,操作大炮可是一门技术活。

       就这样,鸟枪占得了先机,但是就这样,大炮也赶上来了。就这样,英雄隐退了。暂时隐退了,英雄未老,天涯海边有他的足迹,一艘游轮在科学的海洋中默默前行。下一个新大陆等待着勇敢的先驱去发现他。

       这次英雄也有了自己的研究所,鸟枪还在,该瞄准什么呢?大炮已经和解了,硝烟随风飘散。把玩鸟枪,Venter思绪万千,当年一枪将生命天书打成碎段落也是不得已为之,现在能否一枪将生命天书重新拼成章节还生命天书一个整体?泼出去的水收不回,破镜怎样重圆?科学界有人在做粘连天书碎段落的工作,DNA重组技术是也,诺贝尔奖级工作。但是天书岂是如此好粘连,两个片断连接在一起切接转鉴需得三天,何况是成千上万个片断,如何在有限的时间内完成,还有如何将整页天书装订起来?莫非还要一个登月计划似的工程?

        解铃还需系铃人,鸟枪能够将基因组化整为零,那么鸟枪思路也可以反过来运用积零成整,大规模平行组装合成序列。忘记一对一的小心翼翼的粘连工作吧,天书片断是有灵性的符号,他们自己可以找到伙伴。“同源的片断手牵手,大家站成列,然后交给教母(酵母)去装订” Venter高声说道,复杂的事情又被简单的原理克服了。我们未来的第几代第几代合成技术都将会发扬这个思路,大规模平行组装合成,不知道那时候Venter的人工生命应该会有他的位置吧?不过现在,美国人的合成技术创造热情还刚刚被人造生命点燃3,我们一起来发展合成技术吧,一切皆有可能,你我在未来。

        技术细节请参见文献。现在人类已经拥有了书写天书的能力了,那将要写下什么篇章呢?且看下回分解:山歌一首乐民心。


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).
3. Carlson, R. The changing economics of DNA synthesis. Nature Biotechnology 27, 1091-1094 (2009).







https://blog.sciencenet.cn/blog-375048-282320.html

上一篇:生物编程员之硬件实现相关(一)英雄前传
下一篇:自然之道
收藏 IP: .*| 热度|

0

发表评论 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-3-29 09:06

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部