从酿制香水到修改细菌 合成生物学极富“魔力”

　　最近，一个名为银杏生物工作室的新型铸造厂入驻美国波士顿港口，在这个占地1672平方米的厂房内看不到钢水四溅，也没有震耳欲聋的嗡嗡声，工程师们采用一种秘密方法制造出多种产品，从香水到香料，再到益生菌，不一而足。这些种类丰富的定制品要归功于一个幕后英雄：微生物，而科学家们使用的秘密武器，则是一种方兴未艾的技术——合成生物学。

　　类似银杏生物工作室这样，将从自然界汲取的灵感与现代技术结合利用的公司与日俱增。该公司创办人表示，新一代制造革新将由合成生物学推动。

　　合成生物学渐入佳境

　　合成生物学目前还处于襁褓中，状况与计算机在上世纪50到60年代的处境比较类似，尚属“杨家有女初长成，养在深闺人未识”阶段。但插上新技术的翅膀之后，这一领域成长快速，到2018年，该领域的产值可能达到56亿美元，而2013年的产值仅为19亿美元。

　　与很多合成生物学公司一样，银杏生物工作室目前的主要研制对象是食品和化妆品行业需要的原料。就像用酵母来酿酒一样，该公司研究人员正在利用微生物制造香料、营养品以及香水。

　　银杏生物工作室称，他们可以像生产啤酒一样，用10天培养出一些天然成分，从而减少50%到90%的成本。到目前为止，他们已经获得了450万美元的研发费用以及每年1000万美元的版权费用。这么“高大上”的公司，员工阵容也超级豪华，公司有15个博士，还有2名麻省理工学院的教授。

　　一般而言，才华与野心成正比，该公司也不例外。他们的野心当然不止制造产品那么简单，他们正与美国国防部高级计划研究局合作，制造能对抗疾病并祛除空气中温室气体的微生物。这是一个极其严苛的挑战，不过，这些工程师们认为，通过在从食品到碳减排等复杂程度各异的领域内应用其技术，他们能使这种生物制造方法更可靠、更可预测，并成为制造汽车或手机的生产线。

　　基因代码作用更可预测

　　生物学极其强大。一种植物如何自组装并使用水、空气和阳光来制造食物，与人们如何制造电子产品一样充满想象力。生物工程师们希望利用生物学的强大力量设计出新技术。他们正在撰写新代码，将生物学从无法预知的地方带入可预测的王国。

　　银杏生物工作室是其中的翘楚，其他还有如总部位于加州的合成基因公司、关注健康与延长寿命的人类长寿公司等。这些公司正在利用合成生物学的“魔力”，改变人们对于生命的认识。他们的主要做法是对微生物进行遗传修改，让其变成真正可以预测的工程学原则。

　　由于DNA内包含有生物体内不断重复的碱基对序列，研究人员正在用这些代码，构建新操作系统和应用所需要的工具和基础设施。其实，长时间以来，计算机程序员一直在做这样的事情：使用0和1来预测很多事情的结果，如飞机自动驾驶系统、信用卡交易处理过程等。

　　因为自然的复杂性，生物学代码迄今还无法像计算机代码那样提供精准的预测。所以，数十年来，生物学家、遗传学家以及化学家们一直在试图揭开遗传学的秘密，希望能借此制造一种通用的生物编程语言，从而让微生物采用可预测的方式执行特定功能。在过去几年，科学家们在这方面取得了令人欣喜的突破，他们学会了如何编写DNA代码。不过，使这种代码更具预测性需要花费时间。

　　从制造香水到设计细菌

　　目前，科学家们正尝试在似乎不可能的地方开始应用这些技术，例如，在制造天然香料和香水的过程中。

　　在传统方法中，制造一瓶香味四溢的玫瑰精油可能需要1000多朵玫瑰的花瓣。但银杏生物工作室科学家们采用的方法则大相径庭，他们会从玫瑰花中提取基因，将其变成酵母后在发酵桶中培育生产出玫瑰精油，这一过程类似于酿造啤酒。研究人员表示，可以对这一过程进行升级，让其自动对生物细胞进行编程，如此一来，研究人员就可以专注于设计定制细胞解决特定问题了。

　　合成生物学的另一应用则旨在为人类解决一个棘手的问题：对抗生素产生耐药性的超级细菌。英国惠康基金会(Wellcome Trust)的最新报告指出，每年有70万人死于抗生素耐药性。而且，大型医药公司也在慢慢剥离抗生素的研发工作。现在，研究人员想到了新的解决办法：通过对能对付并移除拥有抗生素抗性等有害特征的细菌进行修改重组，从而设计出新型益生菌。

　　总而言之，为了解决我们目前面临的最大挑战，应该将合成生物学推上科学舞台的前台，它将大放异彩，采用前所未有的办法解决人类面临的难题。(记者 刘 霞)