生物软件编程新革命

    生而为人，总会有那么一两个时刻在思考，人类文明的终极是什么，癌症、艾滋会不会被治愈，寿命会不会突破极限……

 

    或许，下一场软件革命后你就会得到答案——生物软件编程。

 

    通过生物软件编程的方式，人们可以修复受损的组织，重编有缺陷的细胞，进而从基因深处优化身体的健康，甚至赋予我们以合适的工具，让我们从遗传层面更好的去改造周围的动物、植物为我所用。

 

    不要妄自菲薄，这并非不可能，人类已经拥有一些能让生物软件成为现实的工具。通过CRISPR技术我们能够精确编辑基因，每次重写一个遗传密码，甚至能利用DNA开发一个合成电路。

 

    只是在生物领域，我们有限的手段和认知让我们更多的倾向仅专注于局部，所以生物编程还未能像电脑编程那样简单。而且生物系统和电脑系统几乎毫无相似之处。相比电脑系统的人为可控，生物系统能够独立于人的意识，进行自我生产，自我组织，并以分子规模协作运行，自行导致稳健的宏观输出。控制生物分子层面协作运动的程序就是我们需要突破的认知局限，也是生物编程的对象。

 

    为了提高对细胞行为方式的理解能力，突破对生物程序认知的局限，跨越多学科的科研试错是必要的，很多科学家都在进行长周期的努力。

 

    计算生物学家萨拉·简·邓恩就是其中之一，她致力于研究生物学与计算之间的联系，利用数学和计算分析来了解生命系统如何处理信息。她的团队曾经致力于研究一种独特细胞的内部生物程序——胚胎干细胞（ES细胞）。这些细胞很独特，未经历高度分化。它们在后期能够分化成任何一种成熟细胞：一个脑细胞，一个心脏细胞，一个骨细胞，一个肺细胞，并走上不同的道路，共同形成人体的所有结构和器官。

 

    多年前，一些科学家们做了些有趣的尝试：通过把少量基因导入成熟细胞，例如一个皮肤细胞，便可以把这个成熟细胞转化回未分化状态，这一过程被称为“重编程”。

 

    研究了多年，我们对ES细胞未分化状态的认知仍处于表面，或许等科学家们进一步揭开ES细胞的面纱，我们或可一窥生物程序的真实面目。

 

    为了更好的研究生物程序的奥秘，萨拉·简·邓恩试图开发一种工具，希望像计算机编程那样，把试验试错的观察值通过数学的方式编译表达，随着对试验观察值的累积，通过对大量样本的归纳演绎，可用的编译规范或许就将成为现实，编程技术也将真正渗透到生命科学领域。

 

    也相信，随着生物编程技术的成熟，人类终将掌握自己的命运。在那里，人类或将看到终极……