从“设计生命”到理解生命

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。从“设计生命”到理解生命　　近年来，生命科学的蓬勃发展，使得人类不仅能够更好地“认识生命”，甚至开始“设计生命”，充当新时代的“造物主”；在“上帝已死”的时代，人类自身开始扮演起近乎“上帝”的角色。本文在介绍生命科技前沿领域――合成生物学的基础上，指出合成生物学及其技术确实能够揭示出生命的某些特质。但仅仅如此是不够的，微观的受控实验需要与宏观的哲学认知互相结合

2、、交互印证，才能逐步加深我们对生命的理解。　　XX年以来，人工智能和生命科技作为科技发展的两大前沿，呈现出蓬勃发展的态势，并对人类生活发生着日益深入、广泛的影响。XX年，基因科学家温特尔带领他的团队在实验室合成了第一个人工合成细胞，命名为“辛西娅”，并称它是第一种“以计算器为父母的自我复制的生物”。今年，人类的创造物“阿尔法狗”以3：0大败柯洁，成为围棋界的“上帝之手”。人类对世界的认知似乎开始逐渐摆脱肉体感官，进入精密工具操作、介入和干预的阶段，人类自身似乎开始扮演近乎“上帝”的角色。尽管人类认识和操控世界的能力越来越强，但是，人对

3、生命的理解，对人类大脑和意识的了解，都远远跟不上对生物细节知识的了解和操纵。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　本文将简单介绍近几年新兴的合成生物学，并揭示它对如何理解生命有什么意义。目前，合成生物学已经制造

4、出一些控制生命的个别过程的生物组件，并开始应用于与我们生活密切相关的环保、医疗、食品制造等领域。也就是说，人类“设计生命”的巨变正在发生，已在路上！我认为，在此过程中，生命科技的研究者不能缺少宏观哲学思考，必须有意识地去认识“生命是什么”，才能使生命科技更有效地造福于人类。合成生物学与“设计生命”　　经过多年的知识积累和技术准备，人类已经开始通过工程化的设计理念，对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成，从而创建赋予非自然功能的“合成生命体”，这个领域被称为合成生物学，其通过基因回路的设计和植入可实现对细胞行为的精确控制。　　生命系

5、统的基因回路是通过数十亿年演化形成的，但科学家可通过工程化的逆向设计，如按照拼接逻辑电路的方法来设计基因回路，达到控制生命的目的。比如，若我们想控制细胞内某个基因的表达出现周期性振荡，就可参考数字电路中经典振荡器的设计――将三个非门串起来，如果输入1，输出就变成0；如果输入0，输出就变成1，通过将1由输出返回输入，使回路在0和1之间振荡。UCLA生物学家就是利用同样的原理将三个由基因表达系统构成的非门进行串联，从而实现了基因表达振荡器。[1]该基因振荡器可以调节细胞的自然发育节奏及其内部运作过程。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖

6、”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　换言之，目前合成生物学的研究步骤是先绘制出一幅理解生命现象的原理图，再按照这幅图来对生命过程进行设计，设计出来的生物组件要完成设计目标。本来，理解复杂的生命系统极其艰难，合成生物学和技术，可以通过对初级基因片段

7、的设计、拼接，并比较设计、拼接的结果和最初的预想，进而由点及面地理解生命。这就为人类理解复杂的生命系统提供了一个新思路。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　合成生物学在21世纪快速发展。有一个组织，XX年麻省

8、理工学院创办的国际遗传工程机器大赛简称iGEM，是合成生物学领域的一个半学术、半民间的国际性学术竞赛合作的重要组织，目前有百多个、包括中国十几个高校参与。iGEM每年举行大赛，参赛者是由本科生组成团队，参赛内容是把生物零