傳統生物學目標是分解生物,將生命分成一個一個零件進行研究,因此出現很多細分的研究領域。有人專門研究DNA複製,有人專門研究轉錄,有人專門研究核糖體。

從已發表的paper 來看,

1953-1990年,即DNA雙螺旋結構發現後,處於分子生物學的基本知識和技術積累階段。

各種各樣的質粒構建技術和PCR都是在這個時期發展起來的。

1990-2000年是各種信號通路基因大發現時代。一般一個博士研究生的課題可能只涉及到一個蛋白或者一個RNA的某一個功能。克隆拿到基因完事就可以發個CNS。

2000-2010年是基因組時代,各種各樣的基因組被測序,同時各種信號通路趨於完善。

開始要求有完整的機制,甚至解析結構才能發到top級別的雜誌。

合成生物學

之所以興起是因為生物是一個整體,如果無限細分下去,我們和那些無機物沒啥兩樣。都是由基本元素組成。目前在生物體內還沒發現什麼獨一無二的元素。因此,我們在獲取了足夠多的基因組信息以後,我們就可以開始從一個整體上研究生物學問題,這樣才可能真正地理解生命。

2008,以Venter 為主導的支原體

基因組合成,宣布基因組合成時代的到來,標誌著合成生物學開始發端。

2014 年,合成酵母全染色體(Sc2.0) 國際項目誕生,並於2017年集中發表,science出了一個專刊,以封面的形式同時刊發這些染色體合成成果,其中有4篇來自中國。值得一提的是,我的一個大學同學也參與了Sc2.0並作出了重要貢獻,也就是第12號染色體的全化學合成。在文章發表過程中還出現了一個小插曲,本來這個project是三個人共同完成,大家的貢獻差不多。其中一個人,被排在了共同一作的第二個,而我的同學排在最後一個。他表示很不服氣。於是戴老闆就讓三個人抽籤,結果我的同學就排在一作的第一個,而那個不服的人只能屈居最後。哎,命運有時候就是這麼愛捉弄人。

加上2014年合成的一條,至此有6條染色體被人工合成出來。

同時來自中科院的覃重軍研究員,創造了世界首例只有一條染色體的酵母生命體。據說,覃研究員這次是跨界行動,不知深淺地一腳踏進去,沒想到一舉成功。讓那些在酵母領域深耕多年的專家唏噓不已,嘆息自己沒有這個勇氣。

從這開始顯現出生物學開始往有分解研究轉向系統集成的極限。

繼「DNA雙螺旋結構」和「人類基因組測序計劃」之後,合成生物學(Synthetic Biology)將引發第三次生物技術革命,必將徹底改變以往科學研究的模式。

目前傳統生物學似乎已經日暮西山,僅有的幾個領域,如神經生物學和結構生物學可能還可以支撐二三十年。合成生物學方興未艾,它將從基因組開始一路往上,一邊探索最簡和最佳的生命形式,一邊解決之前傳統生物學無法解決的問題。Sc2.0計劃高效運作模式給國際性大型項目提供了很好的參考模板,從而成為基因組編寫計劃的重要基礎。

因此神經生物學的問題也許需要合成生物學才能徹底解決。當一個大腦被合成出來以後,也許人們就知道意識是如何產生的了,估計需要人工智慧的輔助了。

當然這些都是我的一家之言,大家姑妄聽之。最後以先進技術研究院的口號結尾吧。


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