科學(xué)普及

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  使用一盒“樂高”,我們可以組裝出一系列不同的結(jié)構(gòu)。將各種不同形狀和大小的“模塊”拼接在一起,就可以得到不同功能的結(jié)構(gòu),例如:房子,車子,輪船,動(dòng)物、甚至是——人。

  你知道嗎,現(xiàn)在的合成生物學(xué)領(lǐng)域,合成生物學(xué)家和工程師們正在通力地合作,也像玩“樂高”一樣用“模塊化”的方式來組裝生命體,小到微生物,大到植物甚至動(dòng)物。如果你對生物學(xué)的認(rèn)知還停留在很多年前克隆羊“多莉”的年代,那你肯定 OUT 了!

  Really? 像“樂高”一樣隨心所欲的拼接、組裝出一種新的生命體,而不僅僅是簡單的 復(fù)制?!That’s unbelievable!

  

  

  客官別急,容小編細(xì)細(xì)道來。

  話說,大約 90 年前,一個(gè)名叫 Griffiths的英國科學(xué)家首次證明了DNA 就是遺傳物質(zhì)。25 年后(1953 年),美國人 Watson 和英國人 Crick 就提出了DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu),從此“生命之謎”被打開, “基因時(shí)代” 來臨。但那個(gè)時(shí)候,人們還不能隨心所欲的操作DNA,因?yàn)椤霸希―NA)”稀少,“工具”匱乏,甚至 DNA 是如何工作的也不得而知,條件十分落后。

  

  

  但現(xiàn)在是 21 世紀(jì)!21 世紀(jì)可是生物學(xué)的世紀(jì)!經(jīng)過 50 多年的不懈努力,我們不僅知道 DNA 是怎么工作的,還知道怎么“讀、寫、復(fù)制、剪切、粘貼”DNA,這就意味著 我們擁有了改造生命體的能力。從此以后, 讓植物在夜里發(fā)光,讓花朵改變顏色,讓蚊子不孕不育,讓細(xì)菌生產(chǎn)香水,等等,不再是幻想,在過去 20 年的時(shí)間內(nèi)都一一變成了

  現(xiàn)實(shí)。是不是很膩害?!向默默奉獻(xiàn)的科學(xué)家們致敬!

  

  

  

  

  然鵝,這還僅僅只是開始!人類旺盛的好奇心和對科學(xué)的追求是永無止盡的,怎么能滿足于只是改造生命體呢?我們要?jiǎng)?chuàng)造新的生命體! What?!生物學(xué)家和工程師們表示:我們是認(rèn)真的!好吧,大俠,請收下我的膝蓋! 總而言之,在腦洞大開的科學(xué)家及工程師們的努力下,我們進(jìn)入了合成生物學(xué)的時(shí)代,開啟了設(shè)計(jì)并創(chuàng)造新的生命體的漫漫征程…

  就像蓋房子需要磚塊,造汽車需要零部件一樣,創(chuàng)造生命體同樣也需要許多這樣的

  “基本元件”,而這些“基本元件”都來自我們常說的“DNA”,它還有一個(gè)比較酷炫的名字叫“Biobrick”,類似于一種生物性質(zhì)的“樂高模塊”。每個(gè)模塊兩端都具有標(biāo)準(zhǔn)化的“接頭”,便于不同模塊之間的隨意配對、拼接及組裝。

  

  

  不同的“Biobrick”具有不同的功能,比如,被稱為“啟動(dòng)子”的“Biobrick”相當(dāng)于汽車?yán)锩娴陌l(fā)動(dòng)機(jī),沒有它,后面緊跟著的“Biobrick”就無法正常工作。有起始,相應(yīng)的就有終止,當(dāng)看到“終止子”這個(gè)模塊時(shí),我們就知道“本次旅行到此結(jié)束”了。除此之 外,還有類似電路 “開關(guān)”、“信號放大器”、 “節(jié)律振蕩器”等“電器元件”的模塊。有了它們,我們就可以像組裝電路一樣組裝出不同的功能的生物傳感器,生物反應(yīng)器,甚至是生物計(jì)算機(jī)。

  目前, 已有超過 2 萬個(gè)不同功能的“Biobrick” 被收錄在http://parts.igem.org 網(wǎng)站上,有了這些 “Biobrick” 的在線資源,合成生物學(xué)家們只需要像逛“淘寶”一樣,根據(jù)需求就在網(wǎng)站上搜索到相應(yīng)的 DNA-“Biobrick”模塊,然后將它們加入“購物車”,提交訂單,付款,接下來就可以坐等收貨了?!澳K”到貨后,工程師們再根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,將這些“模塊”拼接、組裝,最后再放入到某種生物體中運(yùn)行,一個(gè) 新的生命體就誕生了。是不是很神奇?未來, 設(shè)計(jì)一個(gè)新的生命體可能會(huì)像安裝手機(jī)中的 一款A(yù)PP 一樣簡單。

  2010 年,美國科學(xué)家 Craig Venter 設(shè)計(jì)并組裝了人類歷史上第一個(gè)人造單細(xì)胞生物,并 取名為 “Synthia”。 作為一名瘋狂的科學(xué)家, 光取個(gè)名字,廣而告之當(dāng)然不夠拉風(fēng),Venter 干脆把一堆信息,包括 46 名科學(xué)家和研究員的名字及E-mail 地址,以及愛爾蘭作家 James Joyce 的名句:“生存、犯錯(cuò)、倒下、戰(zhàn)勝,用生命創(chuàng)造生命”作為水印加入到了自己合成的DNA 中。是不是很酷炫?講到這,小編突發(fā)奇想---花式告白:將自己和愛人的名字及“I love you forever”作為水印加入到合成的DNA 中,送給心愛的她(他),保證你的女(男)神分分鐘到你碗里來。

  

  

  更令人振奮的消息是:2018 年,我國科學(xué)家覃重軍課題組設(shè)計(jì)并組裝了世界上首例單條染色體的酵母,成功地把酵母的 16 條染色體合并成 1 條,創(chuàng)造出了一個(gè)全新的自然界不存在的真核生命體。這標(biāo)志著人類離“造物主”又近了一步。

  也許,在不久的將來,我們就能使樹上開 出“永不凋零”的花,使動(dòng)物通過光合作用獲得 能量自行成長,使堅(jiān)果種子按照人們的意愿長 成一棟棟的房子,使史前滅絕的動(dòng)物復(fù)活重生, 甚至在法律的許可下,DIY 設(shè)計(jì)創(chuàng)造出自己喜歡的專屬寵物…

  

  寫到這,小編的內(nèi)心已經(jīng)不淡定了,也想 趕緊回到實(shí)驗(yàn)室,搗鼓出一兩個(gè)新的生命體來。

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