生物学2.0：当生物变成合成物 (2016)

在基因组学取得巨大进步之后，21世纪的生物学正走向一场革命:合成生物学。其后果是巨大的，但潜在的应用前景是光明的。我们现在可以让细胞对抗细菌和耐药性感染，并成为监测糖尿病或肥胖症患者新陈代谢的生物传感器。从基因工程到生物黑客技术，再到环境和医学领域的新生物材料，合成生物学可能开创一个效率更高、成本更低、污染更低的时代。但我们也可以对DNA进行编程，带来灾难性的后果:例如，联邦调查局在大规模杀伤性武器管理局中有一个生物对抗单位。生物2.0发现了大自然永远不会创造的东西，以及人类正在创造的东西。从计算机代码到遗传代码，从电子电路到遗传电路，这是生命工程师给细菌编程的时代，就像我们给电脑编程一样，使用“生命软件”DNA。这是Chris Voigt和Ron Weiss的世界，他们是麻省理工学院的生物工程教授。克里斯还是麻省理工学院合成生物学中心的副主任。他们都被生命形式对周围世界的非凡适应能力所吸引。每个细胞都有特定的功能、检测电路和决策能力，这些都被编码在它们的DNA中。罗恩和克里斯设计了能够分析环境并作出反应的全新的生物系统。为了做到这一点，他们拥有一个巨大的DNA链库，这些DNA链是由备用部件组成的，这使他们能够把一个细胞转变成一个有用的机器……尤其是在医疗保健领域。波士顿大学(Boston University)生物医学工程教授吉姆•柯林斯(Jim Collins)正试图让具有耐药性的细菌更加脆弱。他对噬菌体(消耗细菌的病毒)进行了改造，使它们能够制造出能够分解保护细菌的生物膜外膜的酶。杰罗姆·博内(Jerome Bonnet)是位于蒙佩利埃的法国国家科学研究院(CNRS)结构生物化学中心的一名合成生物学家，他希望对一种能够检测癌症生物标记物的细胞进行编程。对于这个手鼓演奏者来说，从事合成生物学工作就像是在简单的节奏基础上谱写复杂的乐曲。苏黎世联邦理工学院的生物技术和生物工程教授Martin Fussenegger制造了一种“生物传感器”，可以从血液中监测生物体的新陈代谢，检测肥胖症患者的血脂水平，或糖尿病患者的葡萄糖水平。这些细胞每时每刻都在监督着机体，进行初步诊断并在必要时通过产生治疗蛋白进行干预。华盛顿伍德罗·威尔逊中心的高级项目助理和学者埃莉诺·鲍尔斯对这项技术科学发展的速度表示担忧。“合成”这个词最近并没有得到很好的媒体报道……我们如何预测与生物安全和生物安全相关的问题?这些发现影响着我们共有的、最有价值的资产:生命……谁将拥有生命2.0?