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基因奇迹的时代

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    让我从罗伊·阿马拉开始。
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    罗伊的观点是,
    大多数新技术刚出现时,
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    影响力往往被高估了,
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    而在长时期内,它们的影响又被低估,
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    因为我们变得习惯了。
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    这真是充满奇迹和想象的日子。
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    你还记得保罗·西蒙的
    那首美妙的歌吗?
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    里面有两行歌词。
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    当时人们认为什么是奇迹呢?
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    放慢速度——慢动作——
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    还有打长途电话。
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    因为,你显然曾被接线员打断过,
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    她会告诉你,“长途电话喔,
    你想要挂断吗?”
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    而今天我们习惯了在全球范围
    都可以随时连线。
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    类似的事情也发生在
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    生命信息阅读和编程领域。
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    但在我展开前,
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    让我们来聊聊望远镜。
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    望远镜起初的影响被高估了。
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    这是伽利略早期的模型之一。
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    人们认为这会毁了所有的宗教。
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    (笑声)
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    所以人们并没有
    花什么心思研究望远镜。
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    不过,你当然也听说了,
    10多年前发射的望远镜,
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    可以带着这台大众轿车飞到月球上,
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    你可以看到这辆大众汽车的灯
    在月球上亮了起来。
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    这种程度的分辨率可以让你看到
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    漂浮在遥远太阳周围的小尘埃。
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    想象一下,这是10亿光年之外的太阳,
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    在它前面有一小点灰尘。
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    这就是探测系外行星的感觉。
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    很酷的事情在于,如今发射的望远镜
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    可以让你看到月球上点亮的一根蜡烛。
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    如果你用盘子把它分开,
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    你可以在那个距离看到两根单独的蜡烛。
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    这就是你开始对太阳周围的
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    那一点小尘埃进行成像,
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    去看看它是不是蓝绿色
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    所需要的特征。
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    如果它确实有蓝绿信号,
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    这就意味着生命在宇宙中普遍存在。
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    你第一次在遥远的星球上
    看到蓝绿色的标志,
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    这意味着那里有光合作用,
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    那里有水,
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    你看到唯一一个除地球外
    有光合作用的行星的
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    几率几乎是零。
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    这是一个划时代的事件。
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    这是我们在宇宙中是否孤独的分界线:
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    别去想什么发现新大陆了。
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    思考一下这个问题,
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    我们现在开始能够描绘大部分的宇宙。
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    这真是充满奇迹和想象的时代。
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    我们却有点视为理所当然。
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    类似的事情正发生在生命领域。
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    我们不断听到关于生命的碎片信息。
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    我们听说过CRISPR,听说过这项技术,
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    听说过那项技术。
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    但生命的本质是编码。
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    生命就是编码
    是个非常重要的概念,
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    因为这意味着,
    就像你写一个句子一样,
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    可以用英文或法语或中文,
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    就像你可以复制一个句子一样,
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    就像你可以修改一个句子一样,
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    就像你可以打印一个句子一样,
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    你可以对生命也这样做。
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    这意味着我们正在开始学习
    如何阅读这门语言。
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    当然,也是这个橙子使用的语言。
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    那这个橙子如何执行编码?
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    它不像计算机那样用1,0来表示。
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    它呆在树上,有一天它会:
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    扑通!
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    这意味着:执行。
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    AATCAAG: 生根。
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    TCGACC: 开枝。
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    GAC: 生叶。
    AGC: 开花。
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    然后GCAA:结更多的橙子。
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    如果我在文字处理软件上
    用英文编写句子,
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    紧接着你就可以从这个词到那个词。
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    如果我在这个橙子中编辑东西,
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    放入GCAAC,使用CRISPR
    或其他你听过的技术,
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    然后这个橙子变成了柠檬,
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    或者变成一个葡萄柚,
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    或者变成橘子。
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    如果我编辑千分之一的代码,
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    你就会变成今天坐在你旁边的人。
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    多用心看看你要坐在哪里。
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    (笑声)
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    这项技术在初始阶段成本非常高。
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    有点像长途电话诞生的初期。
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    但成本下降的速度比
    摩尔定律快50%。
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    Veritas 昨天宣布了首个
    200美元全基因组计划。
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    当你看这些系统的时候,
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    它无关紧要,它无关紧要,
    它无关紧要,然后它变得紧要了。
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    我想给你看看这玩意儿
    的地图预览模式。
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    这是一个大发现。
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    有23条染色体。
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    真酷。
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    现在让我们启动望远镜视角,
    不过用的不是望远镜,
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    而是通过显微镜放大看看
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    这些染色体中较低级别的
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    Y染色体。
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    它的大小是X染色体的1/3,
    是隐性和突变的。
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    但是呢,
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    只是个男性罢了。
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    继续来看,
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    这有点像一个国家视图,
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    以400个碱基对的分辨率来看,
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    然后你放大到500对,再到850对,
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    随着放大,你开始能
    识别出越来越多的基因。
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    然后你放大到州级分辨率,
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    你开始能说出谁得了白血病,
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    他们是怎么得的白血病,
    得了哪种白血病,
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    从何处被移动到何处。
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    然后你放大到谷歌街景的级别。
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    这就是你从某个结肠直肠癌病人身上
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    以字母分辨率级别,看到的情况。
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    所以我们正在收集信息
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    和生成大量的信息。
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    这是地球上最大的数据库之一,
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    它的增长速度比我们制造电脑
    存储它的速度还快。
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    你可以用这些东西
    构建一些不可思议的地图。
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    你想了解鼠疫和为什么
    这种鼠疫是淋巴腺鼠疫,
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    另一种是不同类型的鼠疫,
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    还有一种不同类型的鼠疫吗?
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    这就是鼠疫的地图。
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    有些对人类绝对致命的,
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    有些则不会。
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    顺便说一下,当你看到底部的时候,
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    注意把它与结核病对比观察。
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    这就是肺结核和各种瘟疫的区别,
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    你可以用它来做侦探游戏,
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    因为你可以选择一种影响了
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    海地的特殊霍乱,
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    你可以追踪看它来自哪个国家,
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    哪个地区,
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    以及可能是哪个士兵把它
    从哪个非洲国家带到海地。
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    缩小。
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    不仅仅只是放大。
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    这是人类绘制的最酷的地图之一。
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    我们把获得的所有物种
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    的基因信息
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    放在一棵生命树上,只用一页,
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    你可以放大和缩小。
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    这就是第一眼看到的,
    它是如何多样,如何多分支,
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    如此庞大的一个基因组,
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    全都展现在一个页面上。
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    它相当于地球上生命的宇宙,
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    而且还在不断更新和完善。
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    当你看到这些信息的时候,
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    真正重要的变化是
    过去的生物学是被动的。
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    过去很多生物学家都有显微镜,
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    他们带着放大镜在外面观察动物。
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    新的生物学是主动的。
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    你不仅只是观察事物,你还创造事物。
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    这是个重大的变化,
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    因为它让我们可以像这样做事情。
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    我知道你们对这张照片很兴奋。
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    (笑声)
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    它只花了我们4年时间和4千万美元
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    来拍下这张照片。
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    (笑声)
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    我们把完整的
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    基因编码从细胞中提取出来——
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    不是一个基因,不是两个基因,
    是把整个基因编码从细胞中提取出来,
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    构建一个全新的基因编码,
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    再注入到细胞中,
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    找到方法让细胞执行编码
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    去创造一个全新的物种。
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    所以这是世界上
    第一个合成生命形式。
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    那么有了这个技术后我们要做什么?
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    它会改变世界。
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    让我给你们三个短期的趋势,
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    来理解它将如何改变世界。
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    首先,我们将看到
    一场新的工业革命。
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    我是认真的,毫不夸张。
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    就像瑞士,德国和英国
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    用你们在这次会议的大厅里
    看到的机器改变了世界一样,
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    创造了力量——
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    也如同欧洲核子研究中心(CERN)
    正在使用新的仪器
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    和我们对宇宙的概念
    改变世界一样——
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    可编码的生命形态也将改变世界,
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    因为一旦你可以对细胞编码,
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    就像你对电脑芯片编程一样,
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    然后你几乎可以做任何事情。
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    你的电脑芯片可以制作图像,
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    音乐,电影,
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    可以写情书,制作电子表格。
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    这只是许多 1 和 0 在那里飞来飞去。
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    如果你能让 ATCG 在细胞中穿行,
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    软件就会创造自己的硬件,
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    这意味着它扩展的速度非常快。
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    不管发生什么,
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    如果你把手机放在床边,
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    你早上醒来不会有数十亿部手机。
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    但如果你对活的生物体这样做,
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    你可以大规模复制这些生命。
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    到2025年,你其实可以
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    开始以商业规模
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    生产接近碳中性的燃料,
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    我们正在与埃克森公司
    就这个问题展开合作。
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    你也可以用它来取代农田。
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    不再需要100公顷的土地
    来生产油或蛋白质,
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    相反,你可以在这些大桶里
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    以每公顷10到100倍的产量生产。
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    你也可以在这三个桶里
    储存信息,或者制造世界上
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    所有的疫苗。
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    或者你可以把CERN保存的大部分
    信息存储在这三个容器中。
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    DNA真是个非常强大的信息存储设备。
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    第二:
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    你开始看到理论生物学的兴起。
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    医学院是世界上最保守的地方之一。
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    他们教解剖学的方法
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    还像100年前一样。
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    “欢迎,学生们,这是你的尸体。”
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    医学院不擅长开设新的院部,
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    这是为什么它很少见的原因。
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    萨克·科哈尼现在在哈佛医学院
    创建了一个基于信息学、数据
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    和知识的部门。
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    在某种意义上,
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    生物学正在开始获得足够的数据,
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    可以开始追随物理学发展的步伐,
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    物理学曾经只包括观测物理
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    和实验物理,
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    然后才开始创建理论生物学。
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    这就是你们刚开始看到的,
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    因为你有如此之多的医疗记录,
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    因为你有关于人的如此多的数据:
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    有他们的基因组,有他们的病毒体,
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    有他们的微生物群。
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    随着这些信息累加,
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    你可以开始做预测。
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    第三件发生的事情是,
    这一切正在走向消费者。
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    你也可以测序你的基因。
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    这也导致了像23andMe
    这样的公司的诞生,
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    这样的公司会给你
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    越来越多的数据,
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    不仅关于你的亲戚,
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    也关于你和你自己的身体,
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    它还会进行比较,
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    可以跨时间进行比较,
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    将会形成非常大型的数据库。
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    但这也将开始以
    不可预期的方式影响
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    一系列其他商业。
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    通常情况下,当你做广告的时候,
    你真的不希望消费者
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    在你的广告宣传页上小便。
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    当然,除非你是宜家。
  • 12:25 - 12:28
    因为当你从杂志上撕下这页,
    尿在上面的时候,
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    如果你怀孕了,它会变成蓝色。
  • 12:30 - 12:32
    (笑声)
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    他们会给你的婴儿床打折。
  • 12:36 - 12:37
    (笑声)
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    对吧?所以当我说消费者被赋能时,
  • 12:39 - 12:42
    这已经超越了生物技术,
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    我是说真的。
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    在Synthetic Genomics(合成基因公司),
    我们现在开始生产
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    台式打印机,
  • 12:53 - 12:57
    可以让你设计细胞,
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    打印细胞,
  • 12:58 - 13:00
    执行细胞中的编码。
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    我们现在可以实时打印疫苗,
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    就在飞机起飞时开始,
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    在着陆前完成。
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    我们今年将售出78台这种机器。
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    这不是理论生物学,
    这是打印生物学。
  • 13:18 - 13:20
    让我再谈谈两个长期趋势,
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    是将会在更长的时间内
    发生在你身上的。
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    第一个是,我们开始重新设计物种。
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    你已听说过了,对吧?
  • 13:31 - 13:34
    我们重新设计了树木,
    我们重新设计了鲜花。
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    我们重新设计了酸奶,
  • 13:37 - 13:39
    奶酪,随便你要什么。
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    当然,这引出了一个有趣的问题:
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    我们要怎样以及何时重新设计人类?
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    我们很多人会想,“哦,不,
    我们从来不想重新设计人类。”
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    当然,除非你的孩子
    有亨廷顿氏舞蹈症基因
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    并且被医生判了死刑。
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    或者,除非你遗传了
    囊性纤维化基因,
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    在这种情况下,
    你不只是想重新设计自己,
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    你还想重新设计
    你的孩子和他们的孩子。
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    这些都是复杂的争论,
    它们当下正在发生着。
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    我给你们一个最近的例子。
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    今天在国家科学院进行的
    一场辩论是关于
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    如果你有能力把基因注入蚊子体内,
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    这样你就可以杀死所有
    携带疟疾的蚊子。
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    有人会说,
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    “这将会以一种极端的方式
    影响环境,不要这样做。”
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    其他人则说,
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    “这是个每年造成数百万人死亡的事情,
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    你凭什么对我说我不能
    拯救我们国家的孩子们?”
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    为什么这场争论如此复杂?
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    因为一旦你在巴西,
    或在佛罗里达州南部
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    放松管制——
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    蚊子可不管什么墙。
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    当你把基因驱动放到空中时,
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    你是在为世界做决定。
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    这个了不起的人获得了诺贝尔奖,
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    在获得诺贝尔奖后,
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    他一直在操心
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    生命是如何在这个星球上诞生的,
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    在其他地方存在的可能性有多大?
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    所以他一直想招一些研究生,
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    对他们说,
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    “去创造生物,但别使用任何
    现代化学品或仪器。
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    给我造些三十亿年前出现的东西。
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    你不能用激光,你不能用这个,
    你不能用那个。”
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    他给了我一小瓶他三周前做的东西。
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    他做的是什么?
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    看起来就像是用脂质做的肥皂泡。
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    他造出了RNA的前体。
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    他让RNA的前体被细胞吸收,
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    然后让细胞分裂。
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    这一天可能不会太远——
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    10年后,也许20年后——
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    我们就能从原始群落中
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    造出生命。
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    第二个长期趋势:
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    我们正在经历数字时代——
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    开始经历基因时代,
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    生物学,CRISPR和
    合成生物学时代——
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    所有这些都将融入大脑时代。
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    所以我们将会到达可以重建
    我们大部分身体器官的时期,
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    就像你折断骨头或烧伤皮肤,
    它会重新生长一样。
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    我们开始学习如何再生
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    气管或膀胱。
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    这两种方法都已被植入人体。
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    托尼·阿塔拉正在研究32种不同的器官。
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    但大脑才是核心,
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    因为这才是你,剩下的只是包装。
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    没人能够活过120,130,140岁,
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    除非我们的身体能自我修复。
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    这是最有趣的挑战。
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    这是下一个前沿,伴随着:
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    “宇宙中生命有多么普遍?”
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    “我们来自哪里?”
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    和诸如此类的问题。
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    让我引用一句可能是爱因斯坦
    说过的话来结束这次演讲。
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    【你可以把一切当奇迹来活,
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    你也可以无视任何奇迹。】
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    这是你的选择。
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    你可以关注坏事情,
    你可以关注可怕的事情,
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    当然有很多可怕的事情。
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    但用你大脑的10%,或者20%,
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    或者30%来专注这个问题。
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    但记住,
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    我们生活在一个充满
    奇迹,千变万化的时代。
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    我们有幸活在如今的时代,
    有幸看到这些东西。
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    我们很幸运能够与像在这个房间里
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    打造了这些东西的人们互动。
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    感谢你们所有人,
    感谢你们所做的一切。
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    (鼓掌)
Titel:
基因奇迹的时代
Sprecher:
胡安·恩里克斯
Beschreibung:

像CRISPR这样的基因编辑工具使我们能够在生命最基本的层面上进行编程。但这也提出了一些紧迫的问题:如果我们能从零开始创造新物种,我们应该构建什么?我们应该像我们所知道的那样重新设计人类吗?在这个演进中,胡安·恩里克斯(Juan Enriquez)为我们预测了基因编辑可能的未来,去探索下一个前沿领域的巨大不确定性和机遇。

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Video Language:
English
Team:
TED
Projekt:
TEDTalks
Duration:
18:05

Untertitel in Chinese, Simplified

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