到2026年編寫第一個人類基因組是合成生物學(xué)的重大挑戰(zhàn)
2015年萬圣節(jié)期間,Langone醫(yī)療中心舉行了一次“絕密”科學(xué)家會議。他們的目標(biāo)是什么?為了啟動一個新的人類基因組計劃,并在2026年之前從基地對建立一個功能性人類基因組。“合成生物學(xué)只有一個重大挑戰(zhàn)。只有一個。而且是寫一個人類基因組。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)會議上說。
就像之前的第一個人類基因組計劃 - 它導(dǎo)致了第一個完全測序的人類基因組 - 從頭開始??編寫人類基因組是一個大膽的目標(biāo)。Hessel說,許多組織已經(jīng)在編寫DNA,我們可以制造出數(shù)百萬對的DNA構(gòu)建體。但人類基因組包含30億個堿基對。
我們距離在那種規(guī)模上編寫DNA還有很長的路要走。
“設(shè)計酵母基因組花了一年時間,盡管對它的改變幾乎沒有任何改變。因此,我們需要更好的設(shè)計工具,“Hessel說。
關(guān)于酵母基因組的研究是合成生物學(xué)中最先進的事情。它一直在向前推進,但沒有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)初第一個人類基因組圖譜競賽的巨大影響,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)家正在推動一項專注于合成生物學(xué)的新人類基因組計劃 - 這一點可以激發(fā)人們的想象力。那場“絕密”會議和隨后的白皮書正是他們所尋求的。
“有200家新聞機構(gòu)接受了這個故事,我們在第一周就獲得了9200萬次頁面印象,”Hessel說道。“每個人都突然知道合成人類基因組的秘密會議。”
雖然對該項目的興趣很高,但這只是一個開始。
“這真的很辛苦......試圖從DNA到包裝的染色體進入細胞,功能很難。我不想掩蓋技術(shù)挑戰(zhàn),“Hessel說。
Hessel在Autodesk的工作重點是制作更有效的設(shè)計工具。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)雜的病毒來對抗癌癥。DNA的量越大,組裝所需的時間越長。
但是有很多領(lǐng)域,從健康,醫(yī)藥到電子產(chǎn)品(DNA是長期信息存儲的絕佳媒介),為加快發(fā)展創(chuàng)造了巨大的動力。Hessel對前景感到興奮。
雖然它還處于早期狀態(tài),但他認為,如果合成生物學(xué)像基因組測序那樣以指數(shù)速度進行,那么2026年完全工程化的人類基因組就是現(xiàn)實的。
“所以,新的基因組競賽正在開始,女士們,先生們,”Hessel說。“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。“
至于項目中更具爭議性的方面,比如擔(dān)心工作可能導(dǎo)致合成人類?該項目背后的意圖不是生產(chǎn)合成嬰兒。
“我們不能提倡這一點,”Hessel說。
它更多的是推動構(gòu)建整個人類基因組所必需的科學(xué)和技術(shù) - 但不再需要。他也有個人動機。
“我這樣做是因為我希望我的女兒在未來擁有最好的納米醫(yī)學(xué),最好的診斷,最好的治療,”Hessel說。“我希望你意識到,到2026年,這是一場完全不同的比賽。”
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