到2026年編寫第一個(gè)人類基因組是合成生物學(xué)的重大挑戰(zhàn)
2015年萬(wàn)圣節(jié)期間,Langone醫(yī)療中心舉行了一次“絕密”科學(xué)家會(huì)議。他們的目標(biāo)是什么?為了啟動(dòng)一個(gè)新的人類基因組計(jì)劃,并在2026年之前從基地對(duì)建立一個(gè)功能性人類基因組。“合成生物學(xué)只有一個(gè)重大挑戰(zhàn)。只有一個(gè)。而且是寫一個(gè)人類基因組。而且我們必須這樣做,“Autodesk研究員Andrew Hessel在Singularity大學(xué)2016年指數(shù)醫(yī)學(xué)會(huì)議上說(shuō)。
就像之前的第一個(gè)人類基因組計(jì)劃 - 它導(dǎo)致了第一個(gè)完全測(cè)序的人類基因組 - 從頭開始??編寫人類基因組是一個(gè)大膽的目標(biāo)。Hessel說(shuō),許多組織已經(jīng)在編寫DNA,我們可以制造出數(shù)百萬(wàn)對(duì)的DNA構(gòu)建體。但人類基因組包含30億個(gè)堿基對(duì)。
我們距離在那種規(guī)模上編寫DNA還有很長(zhǎng)的路要走。
“設(shè)計(jì)酵母基因組花了一年時(shí)間,盡管對(duì)它的改變幾乎沒(méi)有任何改變。因此,我們需要更好的設(shè)計(jì)工具,“Hessel說(shuō)。
關(guān)于酵母基因組的研究是合成生物學(xué)中最先進(jìn)的事情。它一直在向前推進(jìn),但沒(méi)有Hessel想要的那么快。他的職業(yè)生涯受到了90年代和21世紀(jì)初第一個(gè)人類基因組圖譜競(jìng)賽的巨大影響,他自己想到了 - 現(xiàn)在我們需要類似合成生物學(xué)的東西。
這就是為什么Hessel和其他科學(xué)家正在推動(dòng)一項(xiàng)專注于合成生物學(xué)的新人類基因組計(jì)劃 - 這一點(diǎn)可以激發(fā)人們的想象力。那場(chǎng)“絕密”會(huì)議和隨后的白皮書正是他們所尋求的。
“有200家新聞機(jī)構(gòu)接受了這個(gè)故事,我們?cè)诘谝恢芫瞳@得了9200萬(wàn)次頁(yè)面印象,”Hessel說(shuō)道。“每個(gè)人都突然知道合成人類基因組的秘密會(huì)議。”
雖然對(duì)該項(xiàng)目的興趣很高,但這只是一個(gè)開始。
“這真的很辛苦......試圖從DNA到包裝的染色體進(jìn)入細(xì)胞,功能很難。我不想掩蓋技術(shù)挑戰(zhàn),“Hessel說(shuō)。
Hessel在Autodesk的工作重點(diǎn)是制作更有效的設(shè)計(jì)工具。兩年前他開始編寫病毒,花了數(shù)周才得到DNA?,F(xiàn)在,他正在編寫更復(fù)雜的病毒來(lái)對(duì)抗癌癥。DNA的量越大,組裝所需的時(shí)間越長(zhǎng)。
但是有很多領(lǐng)域,從健康,醫(yī)藥到電子產(chǎn)品(DNA是長(zhǎng)期信息存儲(chǔ)的絕佳媒介),為加快發(fā)展創(chuàng)造了巨大的動(dòng)力。Hessel對(duì)前景感到興奮。
雖然它還處于早期狀態(tài),但他認(rèn)為,如果合成生物學(xué)像基因組測(cè)序那樣以指數(shù)速度進(jìn)行,那么2026年完全工程化的人類基因組就是現(xiàn)實(shí)的。
“所以,新的基因組競(jìng)賽正在開始,女士們,先生們,”Hessel說(shuō)。“它現(xiàn)在開始了。它仍處于組織階段,但它將加速并保證到2026年,我們將取得成功。“
至于項(xiàng)目中更具爭(zhēng)議性的方面,比如擔(dān)心工作可能導(dǎo)致合成人類?該項(xiàng)目背后的意圖不是生產(chǎn)合成嬰兒。
“我們不能提倡這一點(diǎn),”Hessel說(shuō)。
它更多的是推動(dòng)構(gòu)建整個(gè)人類基因組所必需的科學(xué)和技術(shù) - 但不再需要。他也有個(gè)人動(dòng)機(jī)。
“我這樣做是因?yàn)槲蚁M业呐畠涸谖磥?lái)?yè)碛凶詈玫募{米醫(yī)學(xué),最好的診斷,最好的治療,”Hessel說(shuō)。“我希望你意識(shí)到,到2026年,這是一場(chǎng)完全不同的比賽。”
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