如何看待華大基因董事長汪建稱「未來 5-10 年就可以化學合成任何生命,進展可能比人工智慧還快」?
視頻鏈接: 不是玩笑!10年內化學合成任何生命-老闆聯播的秒拍
更多問題,歡迎討論~~
華大基因董事長將人工合成酵母染色體稱為「我們合成了一個酵母」的說法是否欠妥?我們離人造生命還有多遠?
國際上,「人造生命」的研究進展如何?華大基因的成果是領先世界的嗎?
如果真的做到人造生命,其帶來的社會、倫理、宗教、哲學、法律問題將如何解決?
謝 @芝士喵 邀,沒有回答的邀請已經有100多個了,實在是對不住大家-_-
汪老闆人家說的是預測,而且是一個挺寬的時間範圍:未來5-10年。預測這種事是沒法證偽的,只要等待時間去檢驗,所以本來沒啥可說的,不過我看了視頻感覺這個說法有非常大的問題,必須指出來,怒答。
解釋起來也很簡單,首先必須明確如何定義「合成生命」這個概念。合成生命應該區分為四個階段。
比如 階段I 是指一個生命系統的DNA(遺傳物質)用化學的方法來合成,但是不改動其中的序列,而是簡單的複製一遍,因為一旦改動可能就不Work了;同時細胞的其他部分還是用天然的,比如細胞膜、細胞質。
而 階段II 是在 階段I 的基礎上開始在DNA上做修改,如果把DNA理解成軟體,那麼相當於把造物主寫的1.0版本的程序進行一次大升級。
階段III 和 階段IV 就是分別要在 階段I 和 階段II 的基礎上把細胞內除了DNA的其他部分都用化學合成的相同物質替代。這裡面問題就太多了,遠遠沒有解決。
迄今為止Phase I的技術實現路徑是完全清楚的,Phase II雖然合成沒有問題,但是設計還不能做太多,一旦做多了生命就活不了了,因為人們對於生命的運作機制還不清楚。Phase III和 Phase IV還沒有成型的技術實現路徑。
目前人類已經實現了 I-A 和 I-B。
I-C 就是汪老闆在視頻里說的:我們合成了一個酵母。這是個國際合作項目,叫做Yeast 2.0,今年4月我國科學家在Science上發表四篇文章內容也是這個。
不過Yeast 2.0還沒有完成,原因是酵母有多條染色體,目前已經完成合成的只是其中一部分染色體。
另外 II-C 之所以也有一點綠是因為Yeast 2.0 的合成過程中並不是完全照搬原來的序列,還是加入了一些人為設計的序列,也刪除了一些明確知道可以刪除的序列,因此 II-C 還是完成了一小部分的。
有非常牛的合成生物學家致力於 II-B 的研究,也就是重寫一個原核生物,在相當大的尺度上修改DNA序列。
————————
接下來是結論:
汪老闆說的未來5-10年可以化學合成任何生命指的是把第一行打通,I-A 到 I-F ,如我上面講的,整個 Phase I 從技術原理上來講完全是可行的,事實上 I-F 人基因組的合成已經在籌備了,項目叫做 GP-Write,也是一個合作項目,華大也是參與方。
但是大家聽完這個演講會認為汪老闆指的是第三行或者第四行最右邊 (Phase IV-F 或者 Phase III-F),我這麼解釋完大家應該就清楚了,10年內完成真心不大可能。
我不知道汪老闆是為了讓大家更好理解而模糊了它們之間的區別,還是說他並不認為第一行和第四行之間有區別。
那首先要講清楚什麼叫『化學合成』,什麼叫『任何生命』。目前的『人工生命』,Synthia也好,sc 2.0也好,無非是人工化學合成了基因組(或者基因組的一部分,畢竟sc 2.0還沒有完成),並且是沒有表觀修飾的基因組。『我們合成了一個微生物的基因組』,離『我們合成了一個微生物』,還差得遠呢,畢竟細胞里又不止只有DNA,DNA又不止只有沒被表觀修飾的DNA,而DNA又不一定在一條染色體上。
就目前sc 2.0的進展,確實完成了幾條染色體的從頭合成(但是著絲粒端粒什麼的染色體元件還是用的天然細胞的,並沒有被人工合成的替代),且就算所有染色體都完成化學合成,裝在一個細胞里的工作還需要時日,離『完整合成了酵母的基因組』都有差距,更不要說『我們合成了一個酵母』,這個說法是顯然有問題的。
況且,『任何生命(的基因組)』還含有多條染色體,染色體上還有諸多非DNA的元件,不同組織的細胞的DNA還含有多種修飾和分化,就便是『化學合成任何生命的基因組』,我認為在十年之內都是非常不現實的,更不要說『化學合成任何生命』。
搞氫彈比搞可控核聚變容易多了。
合成生命有多難?
人類至今尚未徹底合成過任何生命,就包括辛西婭也是合成DNA。現在華大連酵母染色體都尚未完全搞定,就開始講全合成生命這種科幻,這有點遙遠!
當然你非要說DNA就是生命,無話可說,如果你是說給你一堆化學原料然後你合成出一個生命的話,距離很長。
—————如何合成一個生命—————
我們這裡以複雜生命,打個比方,人為例,而不是單細胞生物這種的話。
1合成人,需要合成器官和組織
2合成組織和器官,需要合成細胞
3合成細胞,需要合成細胞膜,細胞質,細胞核
4合成細胞核,需要合成染色體
5合成染色體,需要合成基因組
而我們目前,對於人類,能做多少呢? 第2步?你想多了! 第3步?你太樂觀了! 第4步?不好意思! 第5步?額,我們正在努力!
我們目前第5步都沒法完成。
下面細細道來:
首先,請允許我我粗暴的把合成分為全新合成和組合合成。
前者是指純粹的依靠生物化學或者物理的能力去合成,後者是指通過各種模式生物系統來完成。
如果是前者的話,我估計100年都懸,因為我們目前的水平不夠;後者的話,其實現在大家已經能完成了,比如克隆人,比如基因編輯,這些都是直接可以用的。
假如,我們就是要選擇hard模式,就是選擇前者呢?來看看我們的征程吧1、純粹合成基因DNA——10年解決可以期待
合成基因是目前比較成熟的技術,我們經常合成基因,基本上目前合成一個鹼基可以降到1塊錢左右。對於做生物的人,更明白,做實驗用的引物就是用直接合成的。
困難:合成長度是有限制的。目前,我們常見的合成的基因雙鏈長度為1-12kb,再長一點就是目前攻克的難度,比如華大基因目前正在試圖合成酵母基因組,主導了2號染色體的從頭設計與全合成(長770 Kb)。
但是人類基因組非常龐大。一共23對染色體,最短的21號染色體,長度是48,129,895。而最長的是1號染色體,長度是249,250,621(2億個鹼基)
所以這個難度還是不低。
替代方案:
當然,可以通過分段合成再連在一起,這個也許可以解決。但是,我不得不指出,目前的連接能力對於操作這麼長的基因,效率和正確率,非常的低。2、合成細胞核——還需等待
主要問題是,需要大量的蛋白質,而我們目前人工合成蛋白質的能力約等於0.
也許會有人說,直接讓基因表達不就行了嗎?
對,說是這麼說的,可是你要知道基因從轉錄到翻譯需要的那些因子呢?需要的那些細胞器呢?需要的那些能量呢?其實,我們並非從0開始,在人還是一個受精卵的時候,你已經從你的母體里獲取了大量的初始內容,這就是我們的第一桶金,而沒有這個第一桶金的話,就是你和王思聰的區別。
看看人家2011年就上了新聞聯播了
好吧,中間穿插的這段戲,就是告訴你,沒有這個初始積累,那個難度簡直就是登天啊
雖然目前,我們可以合成多肽,但是多肽距離蛋白質的距離,大概就像我們知道加減乘除然後去計算原子彈。
蛋白的精妙體系,目前我們都尚未解讀,近幾年,隨著結構生物學的進步,我們可以多少對一些蛋白質的結構進行解析,所以造就了一大堆解析結構的「諾獎級」成果。但是,直接合成高分子蛋白並完成精確修飾,我們還要做的很多。像ATP泵這種精妙到了極致的結構(不少高級反進化論都是以此為出發點的)以及生物的翻譯系統和酶系統ATP系統,這裡的每個部件都是非常精妙的。
替代方案:
用各種生物系統合成,比如大腸桿菌系統、酵母菌系統和人的細胞培養技術。
雖然我們可以通過在其他物種,比如菌類裡面合成。但是由於不同菌的修飾不一樣,導致蛋白質最終和人體內的蛋白質還是存在差異,哪怕用酵母來合成。
當然,我們可以用人類細胞去培養蛋白。3、合成細胞——我看不到頭
雖然目前我們膜法高深,但是對於合成細胞這種規模的工作量,簡直無法想像。
無論是流動鑲嵌模型的膜系統,還是各種細胞器。
替代方案:
直接用一個成熟的細胞,然後把細胞裡面的基因組去掉,再裝進合成的基因。
這個方案是目前最成熟的方案,包括v神他們合成人造生命也是這麼乾的。人造活細胞_百度百科
合成步驟如下
1. 科學家選取一種名為絲狀支原體的細菌,將它的染色體解碼。然後利用化學方法一點一點地重新排列DNA。
2. 將重組的DNA碎片放入酵母液中,令其慢慢地重新聚合。3. 將人造DNA放入另外一個受體細菌中。通過生長和分離,受體細菌產生兩個細胞,一個帶有人造DNA,另外一個帶有天然DNA。4. 培養皿中的抗生素將帶有天然DNA的細胞殺死,只留下人造細胞不斷增生。5. 幾個小時之內,受體細菌內原有DNA的所有痕迹全部消失,人造細胞不斷繁殖。新的生命誕生了。
4、合成人類——更看不到頭
這個需要人造子宮,人造子宮是比上述合成基因和蛋白更難的一項技術,當然,應該和合成細胞的技術不相上下。
如何精確地模擬哺乳動物子宮和卵生動物卵的條件,使受精卵在人造環境下發育,從而擺脫對母體的需求,難度巨大。我們要知道,人類在孕期,各種經歷,飲食啊,活動之類的,都會對子宮產生影響,因為子宮是肉做的,不是一個不動的鐵盒子。所以,如何模擬,還是個未來。替代方案:借宮生子。
這個就不用說了,試管嬰兒之類的就是這麼乾的。克隆人也是這麼干。好了,說完上述的內容,相信大家應該對合成一個人的難度有所了解了。但是,這期間的每一個進步,都可以是一個史詩級的進化。
利申:
華大基因,做生物的都不陌生;
王思聰,請給我打錢。
老汪是在跟行業外的人說話,聽不懂的人才會一聽就熱情高漲
謝邀。作為前鞋廠員工,沒臉看。
謝邀。首先請參考&<人民日報&>這篇文章
人工合成4條酵母染色體 我國科學家開啟「再造生命」新紀元
2017年初,由天津大學、清華大學和華大基因的國內團隊與其他國家科學團隊的合作,化學合成了1200萬鹼基對的啤酒酵母染色體組的大約四分之一。
據清華大學教授戴俊彪介紹,我國科學家取得的上述成果,不僅對於深化生命認知、推進相關研究意義重大,而且也將在實際應用中大顯身手。此前,基因修飾的酵母已經用來製作疫苗、藥物和特定的化合物,這些新成果的發表意味著化學物質設計定製酵母生命體成為可能,產物範圍也將被拓展。隨著人工合成酵母的推廣應用,必將顯著提高其在工業生產、藥物製造等方面的效率與質量。
在合成生物學領域,每18-24個月增長一倍的摩爾定律正在開始適用,相關的報道和論文屢見不鮮,比如
Applying Moore』s Law to Gene Synthesis
BioFab: Applying Moore"s Law to DNA Synthesis
等等。
那麼,現階段能合成1200萬鹼基對,假定未來10年120個月以摩爾定律增長,能合成的鹼基對大小約12億。人體DNA物質是30億個鹼基對。單從遺傳物質的合成上來說,如果未來十年增長速度能略超過摩爾定律,30億個鹼基對的合成的確是有可能的。不過吧,人類基因組也遠不是最大的。
那麼這些都是合成DNA,但加州的Craig Venter團隊去年初已經做到了syn3.0的人造細菌,包含473個基因,
怎麼理解合成生物呢?目前主流的做法也和多啦A夢裡的人造嬰兒那集放原料出BABY不一樣
美國Craig Venter的團隊科學家人工合成「最小」細菌 僅有473個基因,過程是這樣的。按這個方式,把人類基因組染色體合成出來組裝好用現在估計還沒成熟的技術組裝出一個細胞核,移植到一個去核的卵細胞裡面,放到人造子宮培養就算合成人類了。最重要遺傳物質也的確是化學合成的
目前主流估計人類大約有3-4萬基因,發現的兩萬多。那麼未來十年按摩爾定律,能合成幾萬基因也是有可能的。當然和原核生物不一樣,真核生物基因組有更多的非基因信息,也有更複雜的染色體、細胞核結構,難度肯定還是大很多。
總而言之,老汪這套說法自有一套邏輯和道理,也不是說一定不可能完成,當然,難度還是非常大的。還有各種倫理道德法律問題。馬斯克有個火星計劃,碧桂園要給你一個五星級的家,都反映了公司的美好願景和努力方向吧。有夢想,有實踐,有成果,推動社會進步,總是好事兒。
合理,畢竟吹牛不用繳稅。
不用說「化學合成任何生命」;人類「化學合成」一個草履蟲就配得上一個諾獎,並且達成「造物主」成就。
為了錢和眼球,不妨先吹個大牛,反正半個月後就沒人記得了。
瀉藥,個人觀點是,我們把整個基因組裡的每一個鹼基序列全部都測出來,都尚且整不明白其中絕大多數序列是幹什麼的。現在直接說能合成?
這就好像是初中物理課本都讀不懂,把書一字不落抄一遍,就認為五年以後自己能造一台車了。
當然理論上存在這樣的可能性,不過,即使成功了,也只是把零件攛起來而非真的吃透了機械原理。
你吹逼的功力眼見這就比賈躍亭大了。
還合成生命,外行說這話也就算了,內行說這話也是高超的睜眼說瞎話,吹逼大師喏。5-10年內連強人工智慧都不一定實現,就能合成任何生命了呢。要我說啊,5-10年內,中醫能治癒一切癌症,5-10年內,中國引領可控核聚變,5-10年內,人類在火星有仨殖民地,5-10年內,宇宙起源將被揭示,速度太快了,那個時候,中國連第7艘航母都來不及造!科消家們,等等中國軍隊,等等中國海軍,人家5-10年內可造不出那麼多航母!如果真的可以做到,那可以給他發一噸諾貝爾獎章。
無知者無畏,他可真敢吹!別的不說,給他一本有機化學試劑手冊、上面有的試劑隨便訂,一個設備齊全的合成實驗室,讓他合成個鳥!他要10年內能合成出來,我穿女裝上班10年。
這種自己誇自己所在行業/所持有股票的行業的嘴炮的話聽聽就行了吧。。。
哪天搞CS的開始誇生物了我就真信生物的世紀要到了。
噁心。這個世界上什麼都可以忽悠,唯有學生的前途和未來不能忽悠。
繼續忽悠,繼續忽悠?繼續你的傳銷吧。人工智慧和偽生物誰優誰劣,一目了然的。噁心。我倒要親眼看看你們怎麼跑的比人工智慧還要快。如果有100億台生物化學博士水平的人工智慧,那麼5年是足夠了。
請問華大公司有多少科研員。這是他們家CEO
這位先生還沒說話呢。
文特爾說這話我是有點信的,華大么……算了吧
求汪總用實打實的成果來打我臉,為中國人爭光!
人造生命早就已經實現了。是人造酵母,基因組是人造的,基因組以外的細胞用的是天然的。可以查查與人類基因組計劃六國科學家競爭的、鳥槍法測序發明人文特爾和重組酶的發明人Gibson。
汪建說的和外行人理解的應該是不一樣的,汪健說的應該是合成出一個細胞,比如一個受精卵,這也是一個生命啊。
然而並沒有卵用,你會造一個基因組,造一個生命,不代表你懂了這個生命。這跟造一個CPU,造一個電腦,就可以幫助人類工作是完全不一樣的。
所以說,國內科學家也好,華大基因也好,哪怕做到了人造生命,既沒有實際意義,也不能證明技術領先世界,連半個諾貝爾獎都拿不到。
科學家連大腸桿菌都沒研究清楚,跟別說真核生物和人類了。
"尋章摘句,世之腐儒也,何能興邦立事?"
---唐國強
原文如下
原來合成一個病毒
後來做成一個細菌
現在做成了一個酵母,1200萬個鹼基
人的細胞的基因有多大呢?30億。 現在我們已經到千萬水平了。
所以在未來5到10年,我們可以化學合成任何生命。
。。。
人造生命,進展可能比人工智慧還快。
它帶來的社會問題,倫理問題,宗教問題,哲學問題,法律問題會更大,它對社會的衝擊,你喜不喜歡,它都來了。
從合成生物學發展的速度來看,合成片段的長度加速上升。
合成DNA的成本急劇下降
來摘抄幾條新聞
David Liu實驗室,成功通過基因編輯改變小鼠的性狀(糾正聽力)
中國科學家在人胚胎進行基因編輯
這還沒完,還有更恐怖的
23 and me招募志願者進行減肥研究 (尋找熱量代謝基因多態性)
美國允許政府資金進行"gain of function"病原體研究, 即允許往病原體裡面加東西給病原體創造新屬性。
現在的現狀就是,生物學研究已經到了一個很危險的邊緣。
一方面人類已經掌握了精細編輯DNA, 及大片段設計,合成並導入DNA的能力。既可以向人類的胚胎中進行精細編輯,創造出更高更快更強的下一代,又能向人的胚胎中導入其他生物甚至全新合成的基因序列,創造出誰也不知道有什麼功能的下一代,而這一切的成本正在快速下降。這是有的放矢的屎。
另一方面,23andme等公司收集了巨量的個人基因序列(居然無數**們自掏腰包測序)。現在公布的資料庫里的人類基因序列是匿名的,但是23and me的序列全部是實名的,而且23and me是google旗下的公司,想想就可怕。
23 and me現在正積極的尋找基因多態性和表型之間的關係,保守估計五年到十年之內能夠找到一系列有極強表型的突變 (更多肌肉量,更粗肌纖維截面,更大血紅蛋白攜氧能力,等等等)。這就是有的放矢的「的」了。
兩者一結合,科技工作者能夠把這些找到的突變輕易的導入人胚胎或者成熟個體,科技工作者還能把帶有其他動物/植物/全新合成基因(組)導入胚胎或者成熟個體。現在就能做到這些,大概是百萬上下的成本。再過若干年這一切可能只需要幾萬幾十萬RMB,人人都負擔得起,並且這些東西不需要太高精尖設備導致難以被有效監管。到時候誰能保證被操作過的人類胚胎全部被銷毀了,有沒有悄悄生下來的天龍人?有沒有人利用病毒載體悄悄的改造自己或者枕邊人的基因?可以給配偶導入強烈誘導惡性腫瘤的基因以觀後效。這樣90歲老公和40歲相比就沒有優勢了。
至於有「新增屬性」的病原體?
現有的例子就是有一群人由於基因組中一個名為CCR5的基因有一段32個鹼基的缺失,導致他們對HIV感染有相當的抵抗力。
SARS的時候已經有很多人開腦洞了,不多說了。(雖然我認為SARS是基因武器是無稽之談,但是我也相信基因武器是可能的,可行的。)
由此帶來的一系列法律問題,社會問題,倫理問題如何解決?
這也就是五年,十年之後人類要面對的問題,比AI帶來倫理問題的速度還要快,對人類社會的衝擊力還要大。
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