生物技术的未来

来源 :科学24小时 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lgj2097
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  朱莉·勒高特毕业于美国麻省理工学院,具有将生命科学融入现实生活的技术开发能力。作为一个具有“以人为本”思想的设计师和创客,她的目的是通过设计增强产品体验性来传播复杂的科学和技术概念。她以自己的梦想、勇气和探究精神,为Amino Labs产品开发了关键技术,形成了使用一体化的合成生物实验微装置,便于更多的不同专业的人们能置身于合成生物的探索之中。
  
  你有可能直接或间接地受到某种生物病症的影响。饥饿、营养不良、癌症、糖尿病以及无数其他疾病,会影响你、你的家人以及你所生活的社区。每天有超过十亿人都面临着各种“生物病症”,虽然我们自身“生物程序”的不完善是问题的根源,但生物学依然可以成为一种解决问题的途径。
  生物学随着从发现生物的学科转变为发明和“制造”生物的平台,它对于塑造人类文明的未来展现出了无与伦比的力量。美国生物技术公司Amino Labs氨基酸实验公司的联合创始人兼CSO贾斯汀·帕哈拉博士(Dr. Justin Pahara)和创始人、CEO兼创意总监朱莉·勒高特(Julie Legault),作为科学家与设计师,认识到了生物学的变革力量,特别是生物作为一项技术平台时所带来的变革,开创性地利用现有技术和经验来提高“Biology as a Technology”(简称BAAT)理念的可实现性,从而拓宽了利用BAAT的创新成果改善人类现状的方式。
  事实上,为了能在下个世纪实现BAAT对人类现状的改善,传播、推广那些针对我们所面临的诸多重大问题的解决方案,发明、构建和部署能使广大普通公众接触到的生物学编程工具是关键所在。所有这一切,都有望在当下的青少年这一代中完成。为此,贾斯汀博士和朱莉致力于突破生命科学研究道路上的种种复杂因素,以加快能利用该技术来解决人类重大问题的人才队伍建设。
  作为改革先驱,贾斯汀博士和朱莉创造了一些新工具来完成这项使命。在全球范围内,我们估计只有万分之一的人是使用复杂生物技术的专家,而造成这一状况最主要的原因是,这套系统是由专家们开发并提供给专家们使用的。这种模式限制了生物技术的使用范围,也限制了其发展。贾斯汀博士和朱莉使用设计驱动的方法来定义与构建BAAT的教育及创新技术,创建了世界上第一个易于使用的生态系统,致力于将更多人才引进生命科学的殿堂。同时,该系统可以与基因编辑技术(CRISPR)等中的最新插件兼容,系统中的模块都是结合课程与活动一起开发的,将生物学与工程学、数学、物理、艺术、文学和计算机科学完美结合,确保任何人都可以找到一个感兴趣的切入点。这个生态系统被他们以自己的公司品牌命名——“Amino Labs”。
  
  Amino Labs的诞生
  2015年,创新设计师朱莉在麻省理工学院的媒体实验室进行论文研究时,创立了Amino Labs。其简单的目标就是扩大拥有BAAT理念的人才队伍,超越生物学的传统受众。
  第一次“生物黑客”工作坊是在媒体实验室主任伊藤穰一(Joi Ito)的厨房里进行的。当时,很少或根本没有从事过科学实验的参与者们,在贾斯汀博士的指导下创建和设计了DNA程序。朱莉希望能够进一步推动这类科学实验,并利用BAAT的力量进行自己的应用研究。然而,朱莉亲身体会到从课本中学习合成生物学和基础微生物学的知识,使用正确的工具、工作平台和耗材,进行安全有效的独立学习和实验,是非常困难的。值得一提的是,BAAT是人类在缓解疾病、饥饿和环境失衡方面最强有力的工具,初学者获取这项技术也能得到很好的指导,精英阶层则更不待言。
  
  因此,朱莉在麻省理工学院的媒体实验室里边学边做边创造,顺理成章地开始自主策划和设计一种合成生物学学习环境,消除非科学家和未来科学家们使用合成生物学时的一些常见障碍。这项设计研究及其后续的原型设备,从创客活动、电子设备、儿童玩具以及大型计算机向苹果II电脑的转化运动等方面获取灵感,并作为核心运用于Amino Labs系统。
  朱莉对合成生物学的热爱,源自于艺术家和设计师对世界发展的美好期许。同时,她也感到自己有责任成为这一领域的传播者,搭建科学家和公众沟通的桥梁。从古至今,没有过哪个主题比BAAT更加复杂、分化,且从根本上来说更重要,也没有哪个科学家比贾斯汀博士适合改变这个领域。
  贾斯汀博士对生命科学的热爱,来源于他2007年参加国际基因工程机器(iGEM)竞赛的经历。自那之后,他积极倡导并推广合成生物学,使企业、学术机构和独立个人都能负责这方面的研究。从癌症研究到生物電子学研究,贾斯汀博士基于亲身经历,非常了解利用BAAT的力量来解决生物学缺陷的意义。出于对生物学变革力量的深信不疑,贾斯汀博士受指数思维的启发,决心通过开发合成生物学基础技术的方式来极力推广他的想法,这项技术能够让了解并接触到合成生物学的人数以指数方式增长。正是这项基础技术的发展,使贾斯汀博士能够引领成千上万的人步入合成生物学领域的殿堂,包括朱莉和她在媒体实验室主任伊藤穰一(Joi Ito)厨房工作坊里的同伴。
  生物学素养的培养
  通过打破生命科学研究入门的复杂性,贾斯汀博士和朱莉已经朝着引领和创造生命科学的未来迈出了重要的一步。他们创造这些工具,为下一代科研群体提供技术支持,培养他们的科学素养,影响了数以千计的未来科学家、生物技术专家、艺术家、学生以及经营管理人员。   事实上,正是基于朱莉对合成生物学最初的一些亲身体验,她才能够超越媒体的偏见,发掘生物技术的发展潜力,并开始参与塑造其未来。 BAAT的科学素养不是为未来科学家们所专有的,而是所有21世纪公民所必需的。人类在理解生物学的基础上,能够与工作平台进行有意识的、有意义的交互。而我们的下一代通过对BAAT的理解,将继续引领人类前行。
  科学家与普通大众之间日益增长的知识差距,将是导致未来几十年间产生重大经济和政治问题的一个重要因素。普通大众对生物技术的误解,是下一个十年必须解决的问题之一。随着食品/农业、医药,以及工业中燃料、洗涤剂、香料和香味剂等利用合成生物学制造的消费品越来越多,公众越来越担心基因工程产品是有害的。公众的担忧并非毫无根据——合成生物学本身是一门复杂且技术性很强的科目,而自身与家人的安全又是大家最看重的事情。因此,如果一个人不了解生物学和基因工程的基础知识,他怎么能对基因工程产品的安全性做出理智的判断呢?虽然专家们认为基因工程产品不是什么大问题,但这个看法是基于他们对生物学的运作以及基因工程的原理等基础知识的理解之上的。
  放眼合成生物学之外的领域,基因组测序、医疗保健、法医科学和健康保险等领域中的生物数据也在快速发展,而这些领域都直接与普通公众息息相关,其知识差距也是一个亟需解决的问题。公众对医疗专业人员及其他上述行业的信任,对未来社会和谐与生物技术的应用来说至关重要。
  
  解决知识差距问题的根本办法是理解生物学和BAAT理念。推广BAAT的普及教育,对防止政府、企业与民众之间出现信任危机至关重要。学习者通过复杂的实践和实验,能够了解科学的前景与风险,掌握这些复杂问题。
  成为BAAT的先驱
  尽管知识差距的问题必须解决,BAAT应用仍然是最有前途的学习和就业领域,也是最有希望改变世界的方式。
  迄今为止,在世界上最富有和最知名的人中,很大一部分人都是在计算机领域建立了自己的事业。像比尔·盖茨、史蒂夫·乔布斯、拉里·埃里森、马云等人,他们要么直接参与计算机革命,要么在计算机还是一种新兴、复杂、尖端技术时,就率先使用计算机来进行产业转型。
  在未来十年,生物技术领域将会出现类似的现象。虽然全球生物技术产业规模庞大、技术成熟,但仍处于起步阶段。因此即使是像我们这样的普通人,也有极大可能性去建立一个商业帝国,去改变世界,去解决人类面临的最大挑战。
  专家认为,想要运用BAAT理念去改变世界,不仅仅需要在学校取得好成绩,更重要的是能够利用生物学使自己成为拥有创新技能的人。合成生物学先驱斯坦福大学德鲁·恩迪(Drew Endy)教授表示,“想要明白你知道什么、不知道什么最好的方式,就是去做些东西”。
  
  无论你计划到公司打工,到政府部门工作还是自己创业,能够创造出一些在现实世界中发挥作用的东西是种非常重要的技能,也是决定你成功的最有力、最有用、也是最有价值的因素。如果你打算在全球范围内开创事业,例如在北美获得一份好工作,从风险投资人那里获得数百万美元的投资,甚至进入像麻省理工学院这样享有盛名的学校,获得学术学位或取得优秀学习成绩都不再是必要条件。正如坐拥亿万身家的发明家兼工程师伊隆·馬斯克说的:“获得学位已经没有那么重要了。从名校毕业可能是一些人能做成大事的一个标志,但并非一定如此。比尔·盖茨,拉里·埃里森和史蒂夫·乔布斯都没有从大学毕业,但如果你有机会聘用他们,这将是一个好主意。”当然,接受教育和获得学位在中国是非常重要的,这将是迈向成功的第一步。但是要想成为真正的生物学人才并利用生物学来改变世界,掌握生物制造的技巧和技能是最重要的。
  BAAT已经准备好将世界和人类带到一个新的高度,是否要掌握必要的技能去推动它前进,这取决于你自己。 ( 董杉 史如意 编译)
其他文献
不久前,参与NASA“卡西尼号”任务的科学家宣布,他们在土卫二表面发现了一种可供生命利用的化学能量形式,哈勃望远镜的研究人员也汇报了在土卫二表面发现喷出的羽状物的最新细节。科学家表示,土卫二海床中的地热活动产生的氢气正源源不断地涌入地下海,而氢气可作为生命的化学能来源。若地下海中存在微生物,便可将氢气与溶解在海水中的二氧化碳结合,从中获取能量。这一化学反应被称作“产甲烷作用”,其副产品就是甲烷,而
日前,我国首颗高通量通信卫星“实践十三号”在西昌卫星发射中心成功发射。“实践十三号”卫星采用频率更高的Ka频段通信,具有容量大、终端小、易装备等特点,标志着我国卫星通信进入高通量时代。据悉,“实践十三号”不受地面条件限制,可以凭借其快捷组网、高速接入的特点,以及低成本优势,为航空、航运、铁路等各类交通工具上的乘客联通世界,彻底改善上网体驗。此外,“实践十三号”还将在移动领域和互联网结合,在灾害应急
战争时期埋下的地雷在多年后仍具有杀伤力,而且雷区通常并无标记,遗患无穷。传统排雷依靠排雷兵、金属探测器、装甲车进行,投入巨大但精准性低,因此开发出一种风险更小、损耗更低的排雷新方法已迫在眉睫。  以色列希伯來大学的研究人员最近提出,可以利用荧光细菌来指示地雷的位置。地雷中的爆炸物会泄露少量的蒸气,聚集在地雷上方的土壤中,这些气体可以作为发现地雷的指示性标志。研究人员设计了一种在接触到这种气体时会产
今年2月6日23时50分,台湾花莲发生6.5级地震,浙江省沿海部分地区有强烈震感。民众纷纷打电话到地震局询问,得知是台湾发生了6.5级地震后又问:“是里氏震级吗?”那么,大家知道什么是“里氏震级”吗?到目前为止,世界上发生的最大地震为1960年智利里氏8.9级。这又是为什么?要弄清楚这些问题,我们必须从认识地震仪开始。模拟地震仪  公元132年,我国东汉时期的科学家张衡发明了候风地动仪,这是世界上
开启互联网 新纪元  美国当地时间2月6日,美国太空探索技术公司(简称Space X公司)成功发射了世界现役运力最强的“猎鹰重型”运载火箭。而后仅隔半月,该公司于2月22日在位于美国加利福尼亚州的范登堡空军基地SLC-4E发射场,又让 “猎鹰9号”火箭成功升空,2分钟后火箭一二级分离。大约11分钟后,配备先进雷达装置的西班牙地球观测卫星PAZ到达距离地球上方约514千米处的轨道,部署成功。  
日常生活中,我们经常会碰到诸如明天的天气如何,近来身体怎样,将来有何打算以及预测工厂的生产任务进展如何等问题。如果仔细推敲,这些都是很不确切的问题。甚至在问及有关数字概念的年龄时,再高明的数学家恐怕也要有l%~2%的误差。比如人们说某人头秃了,这个“秃”并没有数字界定,如果定义头发少于1000根为“秃”,实际上999根与1000根之间就很难区分,在现实生活中也难以辨认。像上面这样一些没有确切界限的
有很多东西是创世之初就存在的。它们甚至比昼夜,比光更久远,没有人知道,也许它们在创世之前就存在了。一我16岁那年,高考将至。那时的我仿佛是守着一座弃城的寥寥士兵之一,在重重迷雾中等待着敌方40万铁骑的到来。我忐忑、紧张,神经如一根紧绷的琴弦,一触即断。我深陷绝望之中,望着高考这陡峭的深渊,感觉它也回望着我,眼神中透露着逼迫。那是浓稠的绝望,像深夜中从行驶在汪洋上的孤舟上向远方眺望一样,天地间一片
你有过这样的经历吗?某天,你穿了一双自认为很酷的鞋出门,结果却接二连三地被同学们嫌弃。当第一个同学说不好看的时候,你可能还觉得这只是他的个人看法而已,可是当越来越多的人这么说了之后,你也就慢慢开始怀疑自己的审美眼光了。于是心里暗暗决定再也不穿了。我们再来看一个真实的故事。一位病人来到医院就诊,主诉自己身体不舒服、精神不好,可是看了很多医生也查不出病因。经过一系列检查,心理医生确诊他患的是“疑病症”
董杉是加拿大多伦多大学博士,专业领域原为材料科学。他藉由带队参与iGEM(国际基因工程机器大赛)开始接触到合成生物学,进而参与到合成生物学的研究与科普工作中来。  一个看似平常的周末,美国麻省理工学院媒体实验室主任伊藤穰一教授邀请了一些学生和朋友到家中做客。除了聊天、喝酒之外,他们还多了一个活动——入侵大肠杆菌的基因组。对,就在伊藤教授家的厨房里,包括他的学生朱莉·勒高特在内的一群没有系统接受过高
贾斯汀·帕哈拉毕业于剑桥大学,获得了免疫与感染学学士学位,生物细胞学硕士学位和生物技术与电子学博士学位。凭借他在学术、企业界和个人创业方面的不断探索,获得了由加拿大国家自然科学与工程研究委员会(NSERC)生物倡导项目、谷歌公司和美国极点大学联合授予的“杰出青年领袖人才奖”。在就读博士的最后一年里,他创办了信息与生物技术初创企业Synbiota(辛柏奥达)公司,以开发合成生物基础技术为主导。当你在