人類將成造物主?生物工程師利用DNA合成器,從零開始創造有機體

2021-01-09 寰宇科學新觀察

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

生物工程師正處於開發人工生物的邊緣,這項新技術將會在醫學和工業領域開闢出一片新天地。

我們聽過中國古代女媧造人的傳說,也聽過北歐神話中諸神用梣木枝造成男人,用榆樹枝造成女人的傳說,還有希臘神話中普羅米修斯創造人類的傳說,這些傳說中創造人類的偉大角色都被世人所讚頌。

普羅米修斯

但是沒有人想到的是,我們人類今天也可以扮演這樣的偉大角色——沒錯,我們也可以成為「造物主」,創造新的生命。

沒有父母的零代新生物

地球上的每一種生物都有父母、祖父母、曾祖父母等等,它們代表著一個完整的血統,也就是說地球上所有的生物都有父代,都有一個共同的祖先。很快我們就能創造不存在這樣直接血統的生命形式了。

首先是人造細菌。生物工程師將利用計算機來開發一種「零代」細菌,並專門在醫藥、工業或農業中的應用量身定做。在DNA合成器的幫助下,生物工程師們將從零開始構建這些細菌的基因組,以產生人工生命形式。

這並不是指那些只改變了個別已經存在的有機體。現在,生物工程師已經能夠從零開始合成基因組,開發一個與地球上之前不存在過的有機體生物——這種生物不是進化而來的,也不是從原有的生物改造而來的,而是被創造出來的!

這種沒有父代的人工生命形式聽起來可能像科幻小說,但我們相信它們很快就會成為現實。因為創造這些生物體所需的科學技術已經具備。

技術進步

首先,我們可以借鑑幾十年來分子生物學和系統生物學研究的成果。數字資料庫已經存儲了來自廣泛生物體的超過200000個基因組序列,為我們提供了大量的分子構建參考。通過巧妙地結合或改變已知的遺傳功能,生物工程師可以開發出具有新的和有用特性的微生物。

此外,就在幾年前,從零開始合成微生物的整個基因組仍然非常耗時,這意味著一項巨大的、財政上令人望而生畏的壯舉。然而,多虧了計算機算法,今天生物工程師們可以簡化基因組,使它們更容易產生。由於技術的進步,DNA合成方法也變得更加有效。生物工程師現在能夠在矽片上快速精確地列印出DNA分子!

這些技術進步很快將使生物工程師能夠在繪圖板上繪製基因組,並將其植入人造細胞膜,從而開發出新的、有用的應用微生物。

廣泛的應用領域

這項技術能夠在很多個領域開闢新天地,特別是在醫學和生物技術製造治療劑方面。比如疫苗生產,這項技術能夠幫助醫學專家們在新的病毒爆發之前快速製造出有效的疫苗。

人造細菌就可以作為這種疫苗:可以使用基因合成技術,使細菌對人體完全無害,但在其表面攜帶病原體碎片。這種生物可以教會免疫系統有效地識別病原體並抵禦它們。這種方法明顯比傳統的、昂貴的蛋白質疫苗生產速度更快、成本更低。

人造細菌還可以作為生產用的有機體。它們將簡化活性成分的生物技術製造,並允許生產更複雜的化學品。主要以化石燃料為基礎的傳統化學生產工藝因此可以轉變為可持續的生物技術製造工藝。

人造細菌還可以用於基於細胞的診斷和治療。這方面的一個例子是這些細菌細胞檢測人體內的癌細胞,並通過產生活性物質直接攻擊癌細胞。人工細菌也可以在病人的消化道製造重要的代謝物來治療代謝紊亂。

人造細菌在農業方面也可以開闢新天地。農業目前面臨著糧食安全、可持續性和適應氣候變化等重大全球挑戰。克服這些挑戰的一個有希望的方法是開發人工土壤微生物,保護幼苗或直接從空氣中的氮生產作物肥料。

風險

除了巨大的機遇外,這項新技術還存在被濫用的風險。我們必須充分認識到這項技術可能產生的影響,並以遠見和責任感對待它。歸根結底,我們的目標應該是利用人工有機體造福於整個社會,同時將濫用的風險降到最低。

如果遠古時代真的存在女媧、北歐諸神、普羅米修斯這樣的神靈,我想他們在創造人類之前也同樣考慮到了人類對這個世界的風險和好處,但很顯然他們最終還是創造了人類。我們今天掌握了這項新技術,也面臨著同樣的問題。我們相信,我們能把這項技術用得最好,能把風險降到最低。

相關焦點

  • 造物主的赫利奧斯和維斯塔:創造造物主之光的基礎——「開始的太陽射線」
    我們是太陽能級的造物主宇宙我們與地球和行星水平密切合作。我們的目的是創造造物主的完整性,以支持神聖男性和神聖女性的出現、融合和統一,創造一個平衡的,創造造物主之光的基礎。許多靈魂來到我們這裡來了解統一的過程,特別是理解與造物主的統一。因此,他們更容易在提升過程中前進,了解他們的目的,他們對造物主的化身,以及如何通過他們的存在來表達造物主的振動和智慧。
  • 人類距離造物主還有多遠?類似DNA的分子被創造,可存儲傳遞信息
    Funny趣發現/訊人類距離造物主還有多遠?類似DNA的分子被創造,可存儲傳遞信息在NASA資助的一項研究突破中,科學家們成功創造了一種分子系統,可以像DNA一樣存儲和傳遞信息。眾做周知,DNA是地球絕大部分生命的遺傳信息載體。
  • 人類有沒有可能被設計出來?
    幾度的溫差就可以讓人類感冒。不只是人類是被設計出來的,整個大自然的生物都是造物主精心設計的,這麼給你說吧,只要人類能完全破解基因工程,人類可以只要通過dna編程製造任何生物和任何形狀的碳基生命,但這個過程對人類來說非常複雜,除非人類有朝一日能弄懂大腦智商如何人為提高,等人類智商成幾何速度增加時,人類才能認為的改造身體包括智力等等。
  • 尋找造物主:科學家將宇宙微波背景轉成二進位代碼,結果卻令人失望
    在電影《普羅米修斯》中,一行人駕駛飛船前往外星球尋找創造人類的智慧生物比起人類的起源,宇宙的起源更是一個謎。 有一種說法認為,宇宙是由更高級的生命創造出來的,既然如此,那麼這些造物主有沒有給我們留下什麼有用的信息或者暗號呢? 近日,德國索納伯格天文臺的天體物理學家麥可·希普克已經開始尋找這一信息,將宇宙背景輻射中的溫度變化轉換成二進位比特流。
  • 假如宇宙是被創造出來的,看看造物主以宇宙為背景寫了什麼
    宇宙是被創造出來的嗎?宇宙到底有沒有造物主,由他/她/它開啟了宇宙?世界上沒人能回答這麼深奧的問題。哪怕是宗教人士,信奉上帝/佛祖/各路神仙等等,誰也給不出令人信服的答案。但有些思路清奇的科學家,知道要想證明造物主的存在,以人類目前的科技水平來說,必定徒勞無功。於是他們決定換一種思路來看問題。
  • 利用分配器合成器分離或合成射頻微波信號
    在系統內對信號進行分離或合成通常是在射頻和微波頻率下由功作為率分配器/合成器完成。理想的功率分配器也是理想的功率合成器,但不總是如此。元件不都是為反向工作而設計的。此外,所有功率分配器和合成器都存在某些插入損耗,會不可避免地影響到功率處理能力。不過,分配/合成器儘管存在缺點,但仍然在高級系統中扮演關鍵角色,所以仍屬於最重要的無源射頻/微波元件。
  • 科學家造出「穩定」的半合成有機體
    (原標題:科學家造出「穩定」的半合成有機體 向創造新生命形式邁出重要步伐)
  • 科學家製造出「穩定」的半合成有機體
    摘要:2014年,羅梅斯伯格等人宣布,他們製造出兩個相配對的人工鹼基X與Y,並將這個新的鹼基對成功插入大腸桿菌的DNA(脫氧核糖核酸)中,製造出第一個半合成有機體。羅梅斯伯格據此認為,他們的改進措施讓半合成有機體細胞在分裂過程中能無限保留兩個人工鹼基。
  • 宇宙的「造物主」在哪裡?
    既然如此,如果我們想證實確實有所謂的「造物主」創造了這個宇宙,我們是否能夠找到證據呢?他是否會給我們留下一些蛛絲馬跡呢? 2005年的時候,兩位物理學家就提出:如果真的錯在所謂的造物主,那麼它創造宇宙的證據或許存留在宇宙微波背景輻射(CMB)中。兩位物理學家認為,CMB或許是造物主編碼出來的一種圖像,暗藏著宇宙誕生的秘密。
  • 生化人慾當造物主,異形橫空出世,地球人無辜躺槍
    影片開始出現的是兩個人,一個是維蘭德另一個是他的兒子大衛,大衛並不是他生物學意義上的兒子,而是他創造出的生化人。有意思的是本片幾乎所有發生的事情都在片頭這短短的幾分鐘埋下了伏筆。大衛向他的創造者也就是他的父親提出了一個終極問題,你創造了我,誰創造了你?這個問題可以讓人類歷史上所有的智者折服?維蘭德顯然回答不了他的問題。這時大衛又給他的父親維蘭德來了一記神補刀,「你還要尋找你的創造者,而我的創造者就在我面前」。
  • 造物主創造人類,就像烤麵包,黑人是烤糊了,白人是沒烤熟……
    在談到人類文明應該以誰為代表時,國學大師曾仕強教授曾舉了這樣一個形象生動的例子:造物主創造人類的過程,仿佛一位新手麵包師在烤麵包。曾教授的意思表達得非常清楚,在當今世界人類中,只有以中國人為代表的黃種人文明程度最高,尤其是中國人,其文明性質最符合天地人三道,最符合自然萬物的發展規律
  • 在創造論中都說人類是神創造的,那麼神又是被誰創造出來的?
    無論是西方還是東方都存在著神創造論,都認為神創造了人類,如果是這樣,那麼神又是被誰創造出來的呢?其實呀,這個命題出現了一個邏輯上的錯誤。 很多科學家也喜歡用「上帝」或者「造物主」這個詞,但他們一般是泛指大自然規律,而不是真正的神仙。如愛因斯坦在評價量子糾纏的詭異特性時就說「上帝不會擲色子」,這裡並不是說上帝來擲色子,而是說大自然是有規律可循的,即使我們現在還尚未找到和掌握其規律。規律是客觀存在的,人類只能去認識和使用規律而不能改變自然規律,當人類只有掌握了大自然的規律才能更好地造福全人類。
  • 造物主是誰?
    2006年央視科學紀錄片《探索宇宙起源之謎》已經證明造物主存在!這樣高超的設計表明這個實體一定是擁有奇妙的創造力、智慧、力量、 關心和愛的個性,這是人類所不能辦到的。我們探索整個宇宙起源的旅途,使我們有機會看到造物主的力量和造物法則,但是我們能知道造物主是誰嗎?請看下面的資訊:●世界上最高榮譽的科學獎是諾貝爾獎。從1901年到1996年,共評出諾貝爾得主639人。
  • 我們的大腦是一臺量子計算機,人類是「神」創造出來的人工智慧?
    ,因此,我們才是它們的造物主,是它們的「神」,反觀我們人類自己又何嘗不是這樣呢?人類就好像突然出現的,並且突然擁有了智慧。這就非常的不可思議。達爾文自己也說過:「最不符合進化論的就是我們人類自己」。如今,我們人類創造出了人工智慧,我們也害怕人工智慧超越人類之後不受控制,因此我們得想辦法約束人工智慧。
  • 科幻影片《普羅米修斯》,一個關於人類起源和造物主的大膽猜想
    上帝創造了人類,而人類創造了機器人,人類可以質疑上帝,機器人是否可以質疑人類?當被創造的物種變的強大而不可控時,對於造物主似乎也是一種災難。「普羅米修斯」是什麼含義?普羅米修斯不僅創造了人類,給人類帶來了火,還教會了他們許多知識和技能,是最具智慧的神明之一,也是最早的泰坦巨神後代,對於人類而言,就是造物主。在影片中人類前往「工程師」所在星球的宇宙飛船就叫「普羅米修斯」號,也寓意著人類要去尋找創造自己的生物,並把他們信奉為像普羅米修斯一樣的神明。
  • 這個世界到底有沒有造物主?
    他從研究大自然的奧秘開始,最終進入了宗教殿堂,向世人證明了造物主創造的宇宙是何等的奇妙和偉大。他是一名無神論者,不相信宇宙中的一切是神創造的,因此更不相信有什麼造物主,直到有一次,他被牛頓的一番話驚醒了。牛頓造了一個太陽系的模型,中央是一個鍍金的太陽,四周對應著按次序排列的各大行星。只要一拉曲柄,每一顆行星就會按照自己的軌道和諧轉動,非常美妙。
  • 科學家建立一種新型的元DNA結構,開闢光電子以及合成生物學
    眾所周知,沃森-克裡克鹼基配對的可預見性以及dna的結構特徵,使得dna可以作為一種通用的構件,來設計複雜的納米結構和設備。「DNA技術的一個裡程碑當然是dna摺紙的發明,其中一個長單鏈dna(Ssdna)在數百條短dna短纖鏈的幫助下被摺疊成指定的形狀,」嚴解釋道。
  • 我們的大腦是一臺量子計算機,人類是「神」創造出來的人工智慧?
    我們地球上所有的生物,都有自己的作業系統,只不過有的簡單,有的複雜而已,這些生物個體都能夠自主繁殖,這也是造物主寫好的一套完整的原始碼。可能連我們生活的整個宇宙都是造物主設定好的。我們生活的地球只是這個宇宙的滄海一粟。
  • 《異形:聖約》成為下一個造物主吧
    2012年,老雷重拾執導棒,帶來了異形系列的前傳普羅米修斯,一改以往的科恐風格,老雷更將重心放在人類是怎麼來的?這個千年不解的大哉問上,帶觀眾一同探討人類的起源與異形的由來,將整個系列提升到了哲學的層次。而這次他異形:聖約則是接續普羅米修斯的情節。
  • 頻率合成器的相位噪聲分析
    相位噪聲作為頻率合成器的一項重要技術指標,其性能好壞直接影響了電子系統的性能。用這種信號不論做發射激勵信號,還是接收機本振信號以及各種頻率基準時,這些相位噪聲將在解調過程中都會和信號一樣出現在解調終端,引起基帶信噪比下降,影響電子系統目標的分辨能力,即改善因子。接收機本振的相位噪聲,當遇到強幹擾信號時,會產生「倒混頻」使接收機有效噪聲係數增加。