“生物传送”接近克雷格文特的数字生物转换器

这一年是2030年。在一个高安全性的收容实验室里，科学家聚集在一台高耸的机器周围，急切地等待着对火星上新发现的细菌的第一眼看法。

通过一系列哔哔声，机器 - 数字 - 生物转换器，或DBC - 表示它已成功接收细菌的数字化基因组文件。使用由DNA构建块组成的化学混合物，它旋转起来，自动重建外星生物的基因。

在一天之内，科学家们对火星细菌进行了精确的复制。

致2016年创造第一个合成生命形式的遗传特立独行者克雷格·文特尔(Craig Venter)，让外星人回归到地球上重建可能听起来像科幻小说，但“可能是真实的”。

最近，与合成基因组学DNA技术副总裁Daniel Gibson合作，Venter发布了一个原型DBC，能够下载数字化DNA指令并从头开始合成生物分子。

这台未来派机器不仅可以抽出DNA，疫苗和蛋白质的功能，而且还可以从头开始自动合成病毒颗粒。

将外星生命传送到地球只是Venter为DBC设想的一个角色。另一方面，我们可以将地球的极端微生物细菌送到火星上的打印机。如果通过基因增强来抽出氧气，细菌可能会慢慢改变火星的景观，使我们在踏上红色星球之前更容易适应人类。

更接近家庭，DBC可以允许在爆发期间即时，按需访问拯救生命的药物或疫苗，或最终获得个性化医疗。

一生都是代码

在Venter进军“生物传送”的基础上，所有生命形式 - 至少在地球上 - 本质上都是DNA软件系统。DNA指导和创造由蛋白质，细胞和组织制成的更有形的生物“硬件”。

因为DNA包含启动生命形式的所有必要信息，通过破解其代码并编写自己的代码，我们现在有能力创造前所未有的生物。

早在2010年，Venter就将实验室化学物质完全合成的细菌基因组插入到单细胞受体中。合成的基因组启动了活细菌，使其能够复制到大量的人造生物体中。六年后，他的团队进一步探索了科幻小说的领域，创造了一个只有437个基因的新细菌物种- 这是支持生命所需的绝对已知最小遗传密码量。

这些研究和其他研究清楚地表明，我们现在有了一套新的工具，可以让科学家们制造新的生物物种，加入“我们星球的生命清单。”但为什么要停在那里?如果生活只是可以打包，通过电子邮件发送，下载和复制的代码，为什么不使用相同的技术来传递生命?

数字生物转换器

DBC是Venter试图转移和制造生命的尝试。

这台机器长8英尺，高6英尺，是一个弗兰肯斯坦的机械块和横跨双层桌子的电线。“我们正致力于利用微流控芯片和微阵列等新技术实现机器的便携性，”作者解释道。

DBC配备了以太网集线器，从互联网上下载DNA文件，并使用DNA-腺苷，鸟嘌呤，胸腺嘧啶和胞嘧啶(A，G，T，C)的四种化学碱基打印代码。

“这是包装复杂的生物学，我们的每个小细胞都以非常小的规模表现得非常好，”文特尔解释道。

虽然自动DNA打印机已经上市，但DBC更进了一步。该机器能够根据遗传密码构建蛋白质(可以说是打印生物硬件)，使其从头开始更接近于构建活细胞。

该系统的核心是Archetype，这是一种专有软件，可以将输入的DNA序列最佳地分解为更易于管理的短序列，以便并行合成。这大大提高了效率并减少了随着DNA链长而增加的测序错误。

组装完成后，机器扫描链条是否有任何错误，然后将这些位“粘贴”回完整的DNA装配体。从那里，一系列机械臂将DNA从模块转移到模块，自动添加将合成基因转化为功能蛋白的试剂。

合成医学

在一项概念验证研究中，该机器抽出了绿色荧光蛋白，这是一种藻类蛋白，通常在实验室中作为实验性金丝雀。在DBC运行之后，所得产物如预期的那样发出亮绿色，随后的分析发现超过70%的所有合成分子都没有错误。

虽然令人印象深刻，但该团队承认未来的模型需要做得更好。

吉布森警告说：“所有这一切都需要一个DNA基础才能使蛋白质不能正常工作，或治疗不能做到它应该做的，或者细胞不能发挥作用”。

在另一项实验中，DBC成功地产生了功能性流感病毒颗粒，RNA疫苗和噬菌体病毒，这些病毒感染可用于对抗感染甚至癌症的细菌。

那是巨大的。“如果有大流行病，你身边的每个人都快死了，你不能去户外，你可以在几秒钟内从互联网上下载疫苗，”文特尔说。在医院，家庭和偏远地区这样的机器可以彻底改变医学。

文特尔也关注个性化医疗。他说，将来，如果您感染了感染，您可以在几分钟内对基因组进行测序。然后，医生可以通过在线数据库交叉引用您的错误，下载并在办公室打印可用的噬菌体治疗并送您前往。

太空旅行

文特尔的野心并不止于此。他想象将DBC与其合成生物的技术相结合，构建一个能够生产食物，氧气和燃料的“空白板岩”受体细胞 - 这是发送到世界各地或进入太空的完美主力。

理论上，细胞能够接受任何旨在产生生命支持分子的合成基因组。文特尔表示，这些细胞必须经过精心设计，但强调可以做到。

拥有一名DBC意味着一个穿越太空的船员将不再依赖供应船会合 - 我们将永远不会让现实生活马克·沃特尼挨饿并搁浅在火星上。

但那看起来遥遥领先。

根据吉布森的观点，在我们对空间的幻想思想太过分心之前，还有很多工作要做。首先，DBC需要缩小到更易管理的大小。另一方面，目前的DNA合成技术非常低效且浪费 - “大约99.999%的原材料浪费了”，他说- 随着团队转向更大的DNA结构，问题进一步扩大。

这些都不是小问题，但DBC表明生物材料的生物隐形传输是可行的。那么为什么不瞄准高?

“我的未来不是幻想，”文特尔说。“我们的目标不是想象这些东西。我们科学家实际上是这样做的。“