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
03
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 。
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两位科学家 Emmanuelle Charpentier （左）和 Jennifer A.Doudna（右）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？
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