生命科學|五到十年內合成任何生命?——憨道

沒錯,原來人們可以合成病毒、細菌,現在能夠合成酵母了。實現了由原核生物向真核生物跨越。

生命科學|五到十年內合成任何生命?——憨道


但酵母只是單細胞生物,從單細胞到多細胞難度將成級數增加。雖然細胞已經是相當複雜的系統,但生命最複雜的形式是多細胞組織,也就是說,細胞結構化序列集合。

而且,每個細胞的狀態不僅取決於其遺傳物質,也取決於它產生時的狀態和此前細胞所受的影響。

一個多細胞系統是由許多細胞複製組成的系統,他們相互作用產生了一個全局行為,該全局行為可不只是獨立單個細胞行為的組合放大哦。

wolpert 2007指出,構成多細胞生物組織的結構組合取決於發育的過程:從單一的細胞開始---受精卵或者結合子---逐步構建出有組織的結構---形成完整的有機體。

生命科學|五到十年內合成任何生命?——憨道


要知道,發育生物學有很多原理還沒搞得很清楚。受精卵如何形成成體?成體又如何形成另一個成體?

發育生物學家目前面臨的5大難題:

(1)分化難題

生命科學|五到十年內合成任何生命?——憨道

開始為單細胞的受精卵經不斷分裂可以產生上百種細胞。人類至少有250種細胞,諸如表皮細胞,肌肉細胞,神經細胞,淋巴細胞,血細胞,脂肪細胞。要知道,這些細胞裡面都是完全一樣的基因組。那麼。。。相同的基因組怎樣產生不同類型的細胞的呢?

(2)形態發生難題。

生命科學|五到十年內合成任何生命?——憨道

好,分化後,各細胞不是隨機分佈,而是構成複雜的組織與器官,器官呢,又按照一定的方式排列。那麼。。。這些細胞是如何組建自己,又是如何形成恰當的排序呢?

(3)生長難題

生物體內的細胞怎麼知道它何時該長,何時該踩剎車呢?

(4)生殖難題

生命科學|五到十年內合成任何生命?——憨道​精子和卵子是非常特化的細胞,只有它們才有能力將創造生命的指令代代相傳。這些生殖細胞是如何給下一代下指令的?在細胞核和細胞質中允許它們完成這一使命的指令又是什麼呢?

(5)進化難題

生命科學|五到十年內合成任何生命?——憨道


進化涉及到發育中的遺傳變化。在發育中的變化怎樣創造新的體型呢?哪些變化是可遺傳的呢?哪些變化能夠起到進化作用呢?

不是光基因就能決定一切的,有的還跟RNA有關,有的還跟蛋白表達,環境有關。因此基因學,基因組學,轉錄組學,蛋白組學,代謝組學。。。都得深入掌握。

瞭解了轉錄組和蛋白組數據,才基本上顛覆了以前一直認為的mRNA水平就能代表蛋白水平的觀念。

因為這幾組數據的重合度太低,所以目前很多研究都開始使用交叉驗證方法。

因此,合成任何生命的基因或許可能,而合成任何生命還有很遠的路要走。。。5到10年內很難實現。


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