基因機器

基因機器

從原理上來解釋,“基因機器”將細胞的DNA改變,從而重寫生物的基因譜。

基因機器 - 簡介

喬治·切奇實驗室的研究生哈里斯·王製造出的第一台“基因機器”。過去幾十年來,從食物、衣服到藥物,我們接觸的很多東西都是由轉基因的植物或細菌變來,第一代基因工程技術給農業和製造業帶來了巨大的成功。不過,要轉變生物的性能,大多處在原始、簡單的層面,至多改變一兩個基因,大規模地改變和複製基因,既費時又費力。如今,“基因機器”的介入,或者可以讓基因工程進入快速發展時代。也許,全面改變動植物基因譜的人造生物不久就會問世。

基因機器 - 簡述

基因機器取代人力

優勢是基因機器取代人力。這是一台既笨重又美妙的機器。整台機器只有一米長,半米寬左右,只由一台普通的計算機控制。機器檯面上,充滿了滿是斑駁的瓶子、托盤和管道,被各種或黑或灰的線纏繞著。機器最頂端,一個機械手臂沿著金屬軌道有目的地來回移動著,把液體從一個容器精確地移入另一個儀器中。機器裡面,細菌正被分流到各類細小的塑膠管道中,加熱,冷卻,充電。

可以工業化的規模快速進行

這是哈佛大學醫學院一位著名的基因學家喬治·切奇實驗室中的機器,切奇認為,基因工程不再只是繁冗複雜的人力活,機器可以代替人力,在基因上做文章,可以以工業化的規模快速進行。

切奇的實驗室

其實,切奇早在上世紀80年代便參與了人類基因譜項目,2005年,他啟動了個人基因譜項目,並開始了讓他聞名的“多工自動基因譜工程”,並據此開發出了“基因機器”。現在,全球大量基因實驗室都買了自動DNA測序機器;今後,自動的“基因機器”也將大規模進入市場。目前,切奇的實驗室正在努力改進機器,以降下成本,他希望今後這些機器可以以9萬美元的價格售出。

在新能源領域運用

目前看來,這些機器最先可能在新能源領域運用。加利福尼亞一家公司表示,希望能通過基因機器,對大腸桿菌進行基因轉化,變成可用的可再生能源。同時,切奇也在做其他有用細菌的研製,比如深海細菌,它可以將一些有毒的金屬如鈾變成不溶性,減少對環境的危害。

基因機器 - 前景

機器重寫生物基因譜

人工的生物合成,往往是按照某個特定特徵,為基因轉變設計出一個準確的方向進行改造。但是,如果用人工對最小的基因譜做出改變,同樣是件費時費力的事情。去年,“生物界壞小子”克萊格·文特爾宣布他們的團隊將改造一個細菌的天然基因譜,成為人們所需的細菌,其研究在《科學》上發表。但文特爾宣稱的這項工程要一年400個研究者來進行,花費4000萬美元。

進化機器

切奇的機器則走另一個思路,它可以製造出很多不同的變體,最後再從中選出最佳變體。切奇和他的團隊,開發出的“基因機器”,可以“演化”出整個生物,而且速度和規模大大高於人工。比如,如果文特爾的團隊進行的改造用“基因機器”來做,既可以省錢,又能提高速度。從原理上來說,“基因機器”可以改變細胞的DNA,最終重寫生物的基因譜。目前,世界上所有現存的生命都基於同樣的基因解碼,因此,基因機器可以讓生物擁有不同編碼系統的DNA。人工的DNA編碼和自然界完全不同,這就如同是一道“基因防火牆”,不會跟其他自然生物發生DNA交換。“基因機器”製造出的生物可以對病毒免疫,而不會像普通生物那樣容易遭受病毒的侵襲。“基因機器”已經開始對人類的幹細胞進行基因修改。目前,切奇的實驗室和美國國家人類基因譜研究中心合作,希望能夠生產出不同的人類細胞,這樣,就可以研究一些疾病到底是怎么產生的。

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