生物学|「码农」和大佬的下一站,合成生物学( 二 )


会议发起者 , 也是主办方的「小熊猫生物」解释说 , 生物科技行业的分工越来越细 , 开始出现了一个中间层群体 , 再用以前的生物工程师、研发科学家来称呼似乎不够涵盖这个群体的丰富性 。
小熊猫生物对自己的称呼是「全球首家生物计算机」公司 。 大会的另外两家主办方分别是创业公司倍生生物、奇绩创坛 。 倍生生物对自己的称呼是「专注于物种设计的合成生物学公司」 。
小熊猫生物 CEO 郭昊天解释「生物开发者」命名的由来 | 小熊猫生物
IT 行业有各种各样的开发者 , 比如网页开发者、软件开发者、游戏开发者 。 类似的 , 生物科技行业不同的人也会面对不同的研究对象、工作内容 。 「但是他们的工作性质很相似 , 都是基于已有的知识、已有的工具、方法去开发新的产品和新技术」 。
他们在做的事情 , 有些现在听起来还挺陌生 。 比如发酵产品的菌株开发、底盘微生物重构、蛋白质药物设计、分子育种、类器官改造 。
合成生物学家 Tom knight 说 , 「21 世纪会是工程生物学的世纪」 。 他是合成生物学领域的创始者之一 , 也是合成生物学明星公司 Ginkgo Bioworks 的五位创始人之一 。 这家公司 9 月 18 日在纽交所上市 , 估值就达到了 150 亿美元 。
Tom Knight 的研究兴趣经历了从计算机到生物学的转变 。 从高中时代开始 , 他就利用暑假在 MIT 学习计算机和编程 , 之后本科和研究生阶段也在 MIT 度过 。
Tom Knight
意识到摩尔定律预言了人类操作硅原子的极限 , 他将目光转向了生物 。 「我们需要一种不同的方式 , 把原子放在正确的位置……最复杂的化学是什么?是生物化学 。 我想象可以使用生物分子 , 比如蛋白质 , 它们可以在你需要的范围内自我组装和结晶 。 」
用工程学定量、定性的思想来设计生物原件 , 成为新的研究方式 。 合成生物学像是人类知识的一次跃迁 。 作为一门工程学、计算机、生物学等多学科的交叉领域 , 合成生物学的起始之年被定为 2000 年 。
在这一年发表的两项研究中 , 生物学家用电路设计的思路 , 实现了对基因表达的控制 。
波士顿大学的科学家在大肠杆菌中构建了基因开关 (Gene toggle switch) 。 这个模型只用了两个基因模块 , 通过调控外界刺激 , 可以让基因的表达开或者关 。
同样是这一年 , 普林斯顿大学的科学家用了三个基因模块 , 利用它们之间互相的抑制和抑制解除 , 实现了电路信号中的「震荡」模式输出 。
基因开关(Gene toggle switch) 示意图
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对基因读、写、改
DNA 从源头上携带生命的所有信息 , 也是生命万千性状的来源 。
发展到如今 , 人类已经能够轻松地读取 DNA 序列 , 按照设计合成 DNA 序列 。 会场上 , 我多次听到人们谈起获得 2020 年诺贝尔化学奖的 CRISPR 技术 。 这项被称作「基因魔剪」的技术 , 可以精准定位切割 DNA , 从而实现基因编辑 。
基于这项基因编辑技术 , 已经出现了多家创业公司 。 有的用它来解决癌症、遗传病等疑难疾病的基因治疗 , 有的用它培育可供人类移植的器官、检测疾病 。
一项基因编辑技术如此快进入商业应用 , 让人们看见生物技术的巨大前景 。 从生物技术自身的发展逻辑而言 , 在基因序列的读取、合成、编辑都发展成熟之后 , 下一个阶段 , 自然是从基因层面进行设计 , 来生产符合人类需求的物质 。 合成生物学技术 , 也可以理解为基因技术发展的下一个阶段 。
两位科学家 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer A.Doudna 和因CRISPR技术获得2020年诺贝尔化学奖 | 视觉中国
「很多人一直痴迷于合成生物学的定义……工程学科和生物学科之间发生了这种碰撞 。 我认为 , 由此产生的任何东西已经开始被命名为合成生物学 。 」Tom Knight 说 。
将时间尺度拉大 , 远从农业社会开始 , 人类就通过漫长的杂交和选种来筛选、保留自己想要的动植物性状 。 合成生物学则是从基因层面直接入手 , 生成人类想要的性状 。 眼下 , 科学家已经在实验室里用 CRISPR 技术培育水稻 。
大会的主办方之一 , 奇绩创坛创始人陆奇在开场视频中说 , 生物技术可能会像之前的互联网技术一样 , 对世界带来广泛的变革 。 这似乎也印证了互联网 CEO 辞退时都表达出对生命科学的兴趣 。
互联网大佬们都纷纷投来关注的目光 , 生命科学的商业大势终于要来了吗?
凑巧的是 , 在「生物开发者」大会开始的前几天 , 上市不久的 Ginkgo 遭遇了做空机构的质疑 。 在大会期间 , 公司的股票价位正经历上市以来最低位 。 (虽然现在已经恢复)这让「商业模式」这个话题更吸引人 。