正文

人工胚胎形成學(xué)

智能簡史:誰會(huì)代替人類成為主導(dǎo)物種 作者:(美)雨果·德·加里斯


我個(gè)人比較傾向于基于大自然幾十億年來制造自身生命形式的納米科技,也就是“胚胎學(xué)方法”。在胚胎形成過程中,一開始是一個(gè)受精卵,然后持續(xù)分裂直到某些細(xì)胞(決定于在胚胎上的位置)開始分化。細(xì)胞間的環(huán)境向細(xì)胞發(fā)送化學(xué)信號,用來打開或關(guān)閉DNA中的某些部分,導(dǎo)致不同的蛋白質(zhì)被合成,執(zhí)行不同的任務(wù)。然后這些不同的蛋白質(zhì)改變分化細(xì)胞的狀態(tài)。最終,大量的分化細(xì)胞產(chǎn)生了一個(gè)有生命的三維生物。

進(jìn)化形成了一個(gè)生長機(jī)制,它使用一個(gè)線性的一維的化學(xué)命令編碼串(通常稱為DNA)并且翻譯成三維的有生命的機(jī)能生物。研究這個(gè)納米級別工程的奇跡被稱為“胚胎形成學(xué)”或者“進(jìn)化”。這種指示分化細(xì)胞怎樣在發(fā)展過程中的適宜時(shí)間打開或關(guān)閉某些基因的機(jī)器處于分子級別。一個(gè)生物細(xì)胞可以被看成一個(gè)分子級的城市,擁有百萬個(gè)分子級的居民來組成一個(gè)功能結(jié)構(gòu)。

我非常高興看到一個(gè)我稱之為“人工胚胎形成學(xué)”的新學(xué)科的形成,它致力于模仿自然界的胚胎形成過程,從一個(gè)單受精卵細(xì)胞來培育恐龍或昆蟲??茖W(xué)家和工程師們將需要比21世紀(jì)初知道得更細(xì)致,了解自然是怎樣做到這一點(diǎn)的。但是,當(dāng)分子生物學(xué)家開始或多或少地發(fā)現(xiàn)所有的關(guān)于某個(gè)特定單細(xì)胞細(xì)菌的知識后,他們中的很多人開始改變專業(yè)來研究多細(xì)胞生物是怎樣形成的。現(xiàn)在胚胎形成學(xué)是一個(gè)很熱門的研究領(lǐng)域,所以我們完全有理由相信,在未來幾十年內(nèi)將會(huì)有一系列的新發(fā)現(xiàn)。

最終,我希望看到我所謂的“胚胎形成制造”(embryofacture,embryological manufacture的縮寫形式)的產(chǎn)生,也就是利用人工胚胎形成學(xué)技術(shù)來從納米級別制造人類級別的產(chǎn)品。我們不需要使用前面提到的復(fù)雜的納米基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),而是需要復(fù)雜的計(jì)時(shí)控制系統(tǒng)來決定,當(dāng)被細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間的特定分子信號刺激后,DNA(或者是人類設(shè)計(jì)的等價(jià)物)中的某些基因?qū)⒈淮蜷_或關(guān)閉。

自上而下地設(shè)計(jì)這樣復(fù)雜的控制系統(tǒng)將可能超越人類科學(xué)家的能力,所以一個(gè)更可行的方法就是使用“進(jìn)化工程學(xué)”(evolutionary engineering)方法。一個(gè)基于分子的生長指令的人工“DNA”序列和最終的三維產(chǎn)物(有生命或者沒有)的映射因其復(fù)雜性不可預(yù)測,所以剩下唯一可能的方法就是自然界“胚胎形成制造”其生物的稱為進(jìn)化的方法。


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