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上帝的游戏：人造生物

有点像预告片。存在异形体。科学家创造异种。出于安全原因，科学家制造了异形体。我很震惊在削减之下，关于这一点的更多信息（顺便说一句，这正式被称为异种生物学），远远超过了现代生物学家的工作。并非所有您需要阅读的有关COVID-19的信息！

这是基于有关人造生物的播客片段的文章的第一部分。



由Malcolm Lightbody发表

这是我播客的一集。可以在此处找到基于倦怠情节的文章。

我们与4biocapital风险投资基金的Masha Shutova，牛津的Inna Zucher以及国家人类基因组研究所的Sergey Nurk进行了交谈。

让生物发光


在人造生物的背景下，发光物体是业余爱好者首先想到的。我立即回想起发光的绿色老鼠或创建发光的室内植物的初创公司。有生以来第一次听到发光的仙人掌，老鼠和猪的人，立即开始折磨着这个问题：“为什么科学家要这么做？”


来源

此类研究的最大亮点之一是一个美丽的发现，该发现为大肠癌的检测和治疗（从字面上的所有意义）提供了启示。科学家们已经发布在肠道细胞中，一种由四个顺序相连的基因组成的遗传构建体，它们以不同的颜色发光。此外，这些基因以随机顺序混合，在出口处，我们有一定数量的细胞以不同的颜色发光。然后他们让他们长大，他们的“孩子”继承了相应的颜色。结果是一张非常漂亮的图片，显示了“父母”是单元格，“孩子”是单元格。使用该方法，可以高概率显示出从哪些细胞发生癌症。

说到绿色老鼠，有一个有趣的事实。现在有很多花可以用来“突出显示”蛋白质，但是第一批花是水母中的绿色松鼠。将它们用于这种“亮点”的想法已获得专利在俄罗斯，所以他们可以被视为我们的民族自豪感。


来源

2006年，通过将这些蛋白质的基因导入胚胎的DNA链并将其植入雌性猪的子宫中，在台湾国立大学繁殖了发光的绿色仔猪。那时，绿色猪已经存在，但是只观察到部分荧光。在吴新吉教授的指导下进行实验后获得的动物成为世界上仅有的绿色心脏和内脏是绿色的猪。与第一种情况一样，科学家将这些实验视为在干细胞移植过程中目视观察组织发育的可能性。普通猪为背景的


发光猪

在视觉上监视某种类型的细胞正在发生什么的能力仍被研究再生的研究人员积极地使用。例如，一位科学家摘掉了一些不幸的鱼的鳍，然后观察这些鳍如何长回来。对于此类研究，非常积极地使用荧光蛋白。鱼类的基因组经过了修改，因此发光蛋白可以让您跟踪恢复后的鳍上特定类型细胞的繁殖情况。

您还可以基于这些发光蛋白质制造生物传感器：将它们插入细菌中，并使其开始表达蛋白质，以换取某种外部刺激。应用这项技术的绝佳范例- 研究他们正试图制造一种生物传感器来检测爆炸物的腐烂产物。因此，例如，您可以检测尚未清除的地雷。

一开始有一个词，这个词来自核苷酸


让我们从用肉眼看到的人造生物，转变为用肉眼看不见的人造生物，但它们同样有用。例如，在细胞生物学中，尤其是在未来的细胞疗法中，有一个单独的方向：您不仅可以替换人体缺乏的某些细胞，而且还可以使这些细胞产生对我们重要且有趣的东西例如，相同的胰岛素。现在有很多研究朝这个方向发展，但到目前为止，还没有一个研究得出其合乎逻辑的结论。但是，“让我们的细胞响应葡萄糖的释放而从而帮助患有1型糖尿病的人”的想法听起来很规律。

总的来说，现在与人造微生物的产生有一条单独的完整研究领域。克雷格·文特（Craig Venter）有这样一个人，他分别有一个机构克雷格·文特（Craig Venter）。在过去的二十年中，该研究所的科学家一直在尝试制造一种具有最少基因集的细菌。他们带了一种叫做支原体的细菌。这是一种寄生细菌，最初没有很多基因，大约一千种。作为比较：大肠杆菌有将近五千。因此，他们采取了一种支原体，从其中去除了DNA，然后将另一种支原体的人工合成染色体置于其中。因此，表明可以从一种支原体中制造出另一种。这是他们的第一大合成生物。那个有机体第一的殖民地



这种合成的第一合成生物仍然具有太多的基因。因此研究人员决定删除所有不必要的东西。最初，他们决定坐下，只弄清楚什么是“重要”以及可以扔掉什么。我们试图扮演生活的理性创造者。尝试过，但没有成功。克雷格·文特（Craig Venter）感到非常惊讶，但他承认现代科学的发展还不够先进，不能坐下来创造一些从头开始的东西。在那之后，他们放弃了这样一种``合理''的生活创造的想法，而转向了另一种方式。我们决定通过枚举获得一种具有最少基因集的生物。Venter研究所的实验设计



Venter和他的同志们决定通过蛮力获得一种具有最少基因集的生物。他们拿走了第一批人体的这900个基因，开始将它们组装成小束，将它们推入细菌中，然后观察细菌从何而来。经过一些操作，测试了数百种组合，他们得以创造出一个生物，其中大约有400个基因。它确实是一个活着的，分裂的，定居的生物，其中的基因比任何自然生物都要少。尽管在此必须了解它是一种非常简单的寄生细菌，但它并非自由生活。具有最少基因集，能够分裂的人工生物，又称三号生物



为方便起见，将得到的最小生物称为第三生物，因为第二生物是某种中间阶段。实际上，自然环境或“自然”是一种蛮力机制，可以归结为垂死的（死亡和幸存的）分裂与繁殖的事实。因此，现在对合成生物进行实验的最可靠方法归结为以下事实：科学家以某种方式喂养自然，赋予自然多样性，然后由她选择有效的方法。

他们以类似的方式不仅对细菌进行实验，而且还对病毒进行实验。有一些腺相关病毒非常活跃地用于提供基因治疗。自然界中存在许多与腺相关的病毒，但是对于治疗而言重要的特性之一是它们进入人体的位置。有些病毒“卡在”肝脏中，有些可以通过血脑屏障并进入大脑，有些则在肺部定居。这是一个重要的参数，因为它使科学家和医生可以使治疗更有针对性。

暂时可见，永远不可见


一方面，我们现在可以轻松地从头开始合成几乎所有微生物的基因组这一事实应该有点令人恐惧。例如，炭疽病病原体的基因组原则上属于公共领域。同时，鉴于我们能够长期保存原始形式的DNA，原则上可以恢复序列，因此您不必着急：主要是冻结足够的DNA。

另一方面，合成生物学为灭绝物种的恢复开辟了新的可能性。例如，乔治·丘奇（George Church）和他的小组正试图制造一个新的庞然大物从大象身上变异出相应的DNA片段。韩国科学家黄禹锡（Hwang Woo Suk）与雅库特（Yakutia）的科学家合作，享誉极富争议的声誉，并试图直接从DNA残留物中重建出庞然大物。甚至还有关于它的纪录片。在整个星球上，有一些项目来修复更新世的大型动物。俄罗斯有这样的更新世公园。这样的公园正张开双臂等待猛mm象，他们说：“终于给猛ma象！” 纪录片《创世纪》 2.0的框架



在现代生物学发展的背景下，物种保护的斗争也在改变。已经出现了一个整体方向（保护生物学），科学家正在努力使遗传备份出现在濒临灭绝的物种中。有许多项目正在对濒临灭绝并将要离开我们星球的物种进行基因组测序。

以他自己的形象


有一组标准的核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸，它们编码自然界中的所有生物。但是，没有必要将自己局限于它们。如果科学家使用另一组核苷酸，并从中创造出一种人造生物，那么这东西肯定无法以任何自然方式获得。这一研究领域称为异物生物学。资源。 “在40亿年中，伊甸园里盛开了一棵新的异种生物学树。”



重要的是要理解，这不仅仅是闲置的利益。异种生物学有几个重要且非常容易理解的用途。例如，如果我们创建了一种奇怪的生物，其DNA中使用了一组不同的核苷酸，那么该生物就不会暴露于自然病毒。另一方面，这些人造生物的某些部分可能以某种方式进入我们周围其他细胞的危险消失了。也就是说，这种“异形体”将不会对环境产生负面影响。

到目前为止，还不可能创造出这种人造生物，但是实验正在朝这个方向进行，并且没有不可逾越的限制。自然界中有二十个氨基酸，每个氨基酸由一组三个字母编码。只有六十四种组合，但是每个人都很忙，每种组合都意味着一个活细胞中的某些东西。如果我们在这四个字母后再添加几个字母，那么遗传密码就会大大扩展。我们获得了许多新的密码子，这些密码子可以使蛋白质中添加各种不寻常的氨基酸。的确，为了添加这些额外的核苷酸，人们不仅必须教导细菌合成这些核苷酸，而且还必须将所有这些插入DNA。还必须增加蛋白质合成的机制，该机制将识别这些密码子，并进行许多其他更改。到目前为止，科学家才刚刚开始朝这个方向努力，但是这里的前景似乎仅受研究人员的想象力的限制。

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