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基因改造与合成工程 或将成为工业5.0起点

2017-09-27
關(guān)鍵詞: 合成工程 工业5.0 基因改造

  正當(dāng)工業(yè)4.0(Industry 4.0)如火如荼進(jìn)行中,又開始傳出工業(yè)5.0的說法,表示物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的下一步,是生物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Biosystem)。

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  先進(jìn)國(guó)家推動(dòng)基因設(shè)計(jì)寫入,希望推動(dòng)工業(yè)5.0與生物聯(lián)網(wǎng)。

  據(jù)周刊東洋經(jīng)濟(jì)報(bào)導(dǎo),雖然以生物醫(yī)藥科技的研發(fā)時(shí)程,動(dòng)輒以10年為單位,時(shí)間比IT科技更長(zhǎng),從概念到上市之前,中間可能就會(huì)出現(xiàn)新科技打亂時(shí)程,但基因改良甚至基因制造,確實(shí)有可能帶來農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、甚至是IT產(chǎn)業(yè)的變化。

  2017年5月于美國(guó)紐約召開的基因?qū)懭胗?jì)劃(Genome Project-Write)國(guó)際會(huì)議,由美國(guó)、英國(guó)、日本、中國(guó)、新加坡等10個(gè)國(guó)家、250人以上的基因研究學(xué)術(shù)單位及企業(yè)人員參與的討論會(huì),主要研究課題,是如何寫入基因,一如如何寫程序,去修改生物運(yùn)作程序。

  以IT業(yè)界說法,基因定序也就是生物基因這個(gè)鏈接庫的讀取,目錄建構(gòu)在2003年完成,接下來的14年內(nèi),就是學(xué)者進(jìn)行讀取與修改的研究,且已出現(xiàn)若干成果,如2016年Nature發(fā)表以大腸菌治療癌癥的研究,就是修改大腸菌基因,使之分泌殺死癌細(xì)胞藥物,游動(dòng)到體內(nèi)癌癥病灶去殺死癌細(xì)胞。

  目前人類只能對(duì)單細(xì)胞生物中屬于基因組成較簡(jiǎn)單的大腸菌,進(jìn)行鏈接庫讀取與修改,復(fù)雜如人類每個(gè)細(xì)胞有60億個(gè)分子組成的基因組,即使能讀取,但卻難以確定修改后的效果,也還沒有規(guī)劃類似等級(jí)復(fù)雜鏈接庫的能力,這是基因?qū)懭胗?jì)劃的起點(diǎn)。

  另一方面,除了修改基因的道德論爭(zhēng)以外,對(duì)合成與修改1組基因的成本,通常要1億~10億美元,不具商業(yè)可行性;基因?qū)懭胗?jì)劃的首要目標(biāo),就是2027年以前,讓成群細(xì)胞的合成與修改基因成本減到0.1%以下,10萬美元成本雖仍高,并非沒有商業(yè)可行性。

  生物計(jì)算機(jī)的概念,也就是以DNA取代硅芯片作為運(yùn)算單元,如何構(gòu)想設(shè)計(jì)符合的基因庫與制作成本,是影響此概念成真的要素之一,利用基因?qū)懭胗?jì)劃研擬生物計(jì)算機(jī)程序庫設(shè)計(jì)與制作,對(duì)未來超級(jí)計(jì)算機(jī)研發(fā)亦會(huì)有難以預(yù)估的助力。

  此外,修改既有作物基因提高產(chǎn)能,或是能適應(yīng)更廣溫度范圍與更耐旱的作物,或許更適合做為農(nóng)業(yè)工廠的技術(shù);其他如醫(yī)藥生產(chǎn),或是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)機(jī)器人等科幻產(chǎn)物,也被視為將從科幻步入現(xiàn)實(shí),不只歐美國(guó)家大力研究,連中國(guó)也積極投資,相關(guān)趨勢(shì)卻有值得持續(xù)關(guān)注之處。


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