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基因奇蹟的時代

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    讓我從羅伊·阿馬拉說起。
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    羅伊的論點是,大多數的新技術
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    一開始的影響力往往被高估了,
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    之後,時間久了,
    它們的影響力就會被低估,
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    因為我們已經習以為常。
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    「這真是充滿奇蹟和驚奇的日子。」
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    各位還記得保羅·賽門的
    這首好歌嗎?
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    裡面有兩句歌詞。
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    所以,在那個年代,
    哪些事情會被視為是奇蹟呢?
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    讓事物慢下來的——慢動作——
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    以及長途電話。
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    沒錯,因為過去的你
    經常被接線生打斷,
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    他會告訴你:「長途電話喔,
    您要先掛斷嗎?」
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    如今,與世界各地通話
    我們已經習以為常。
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    是的,也許類似的事情也正發生在
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    生命密碼的解讀與編程上。
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    但在我解說之前,
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    我們先來談談望遠鏡。
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    望遠鏡的影響力一開始被高估了。
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    這是伽利略早期的款式之一。
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    大家以為它會毀掉所有宗教。
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    (笑聲)
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    現在我們沒怎麼注意望遠鏡了。
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    不過,就如各位前幾天聽到的
    十年前升空的(克卜勒)太空望遠鏡,
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    如果我們把這輛福斯汽車送到月球上,
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    你可透過那望遠鏡
    看到福斯汽車車燈亮著。
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    其解析度能讓你看見
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    漂浮在遙遠太陽周邊的小黑點。
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    想像這是十億光年外的一顆恆星,
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    你可看到它前方的一個小塵埃。
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    偵測系外行星就是像這樣。
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    很酷的是,新近升空的望遠鏡
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    可以讓你看到在月球上
    一根點著的蠟燭。
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    如果你放一個盤子在兩根蠟燭之間,
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    你可以從這麼遠的距離
    分別看到兩根蠟燭。
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    有了這樣的解析度,
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    你就可以開始成像
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    圍繞在太陽周邊的小塵埃,
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    看看是否有藍綠色的顏色。
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    如果確實有藍綠色的顏色,
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    就意味著,生命在宇宙中是普遍存在的。
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    你第一次在遠方的星球上
    看到藍綠色的顏色,
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    就表示那裡有光合作用,
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    那裡有水,
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    除了地球外,你能在其它星球上
    看到光合作用的可能性
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    幾乎是零。
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    那是個劃時代的事件,
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    區分「宇宙中是否獨存人類」的前後,
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    別再想發現什麼新大陸了。
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    當你們還在想這件事時,
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    我們現在已經可以
    把大部分的宇宙成像出來。
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    這是充滿奇蹟和神奇的時代。
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    我們也視為理所當然了。
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    類似的狀況也正發生在生命領域裡。
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    我們零零碎碎地聽到
    關於生命的資訊。
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    我們聽說過 CRISPR 技術,
    我們聽到這種技術,
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    我們聽到那種技術。
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    但生命的本質基本上就是編碼。
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    用編碼來看生命是個非常
    重要的概念,因為它的意義
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    就像是你能夠寫出一段句子一樣,
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    不論是用英文、法文或中文,
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    就如同你可以複製一個句子一樣,
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    就像你可以編輯一個句子一樣,
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    就像你可以列印一個句子一樣,
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    你也開始可以對生命做同樣的事。
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    那就意味著,我們要開始學習
    如何閱讀這種語言。
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    當然,這也是這顆柳橙的語言。
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    所以,這顆柳橙如何執行程式?
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    它不能像電腦用 0 和 1 來執行。
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    它待在樹上,有一天它會 :
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    撲通掉下來!
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    那就是:執行。
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    AATCAAG 生根,
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    TCGACC 開枝,
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    GAC 生葉,AGC 開花,
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    然後 GCAA 長出更多的柳橙果實。
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    如果我用文字處理軟體
    來編輯一段英文句子,
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    就是從這個字改成那個字。
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    如果我在這顆柳橙裡動些手腳,
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    用 CRISPR 或其它
    你聽過的工具把 GCAAC 放入,
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    這個柳橙就會變成檸檬,
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    或是變成葡萄柚,
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    或是變成橘子。
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    如果我編輯一千個字母中的一個,
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    你就會變成你身旁坐的那個人。
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    選座位的時候小心點。
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    (笑聲)
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    事情是這樣的,
    通常新的技術在一開始非常昂貴。
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    就像長途電話。
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    但它的成本降低的速度
    比摩爾定律還要快 50%。
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    昨天 Veritas 公司首推
    200 美元的完整基因組定序服務。
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    所以,當你在看這些系統,
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    它無所謂,它無所謂,
    它無所謂,接著,它有所謂了。
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    讓我用地圖的方式呈現給各位看。
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    這是一項大發現。
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    這裡有 23 對染色體。
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    很酷。
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    我們現在開始從望遠鏡的視角,
    但不是使用望遠鏡,
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    而是用顯微鏡來放大
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    那些染色體中比較小的,
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    也就是 Y 染色體。
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    它的尺寸只有 X 的三分之一,
    它是隱性的、突變的。
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    但,嘿,
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    只是個男性罷了。
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    看這個,
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    這像是在看整個國家,
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    以 400 個鹼基對的解析度來看,
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    然後你放大到 550 個解析度,
    然後你放大到 850 個解析度,
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    在你放大時,你就可以
    開始識別越來越多的基因。
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    然後你放大到州的大小,
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    你可以開始識別出誰有白血病,
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    他們是怎麼得到白血病,
    那是什麼樣的白血病,
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    從什麼地方轉移到什麼地方。
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    然後你放大到像是
    Google 街景的大小。
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    這就是你從某個患有
    結直腸癌病人身上,
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    以字母解析度級別所看到的狀況。
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    我們在這個方面做的是在收集訊息,
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    以及生成非常大量的訊息。
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    這是世界上最大的數據庫之一,
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    而且它增長的速度比
    我們建造電腦來存儲它還更快。
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    你可以用這些資料
    創造出不可思議的地圖。
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    你想了解瘟疫,想了解為什麼
    這個瘟疫是腺鼠疫,
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    另一個是不同的瘟疫,
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    另一個又是不同的瘟疫?
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    這就是瘟疫的地圖。
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    有些對人類絕對致命,有些則否。
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    順便說一下,
    當你追根究底要知道
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    它與結核病相比會如何呢?
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    所以這就是結核病
    和各種瘟疫之間的區別。
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    你可以像個偵探去探究,
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    因為你可以拿一種特定的霍亂,
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    例如影響了海地的那種,
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    你可以看它來自哪個國家,
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    來自哪個地區,
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    以及可能是哪個士兵把那個霍亂
    從那個非洲國家帶到海地。
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    現在遠看,
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    它不只能近看。
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    這是人類製作過的最酷的地圖之一。
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    他們把所有物種的全部遺傳信息
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    做成一株生命樹放在一頁上,
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    你可以放大和縮小。
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    看得到先是什麼,如何分化、分支,
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    該基因組有多大,
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    全部以一頁呈現。
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    像是地球上生命的宇宙,
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    一直不斷被更新和匯齊。
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    所以當你看著這個,
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    真正重要的變化是
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    以前是被動的舊的生物學。
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    過去很多生物學家有顯微鏡,
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    他們也有放大鏡,會去觀察動物。
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    新的生物學要你主動出擊。
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    你不只觀察東西,還可以創造東西。
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    那是一個非常大的變化,
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    因為它使我們能夠做像這樣的事情。
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    而且我知道你真的
    對這張照片感到很興奮。
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    (笑聲)
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    我們花了四年時間和四千萬美元
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    才拍到這張照片。
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    (笑聲)
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    我們做的是
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    把一個細胞的基因代碼抽取出來——
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    不是一個基因,兩個基因,而是
    一個細胞中的完整基因代碼 --
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    建立了一個全新的基因代碼。
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    再將它植入細胞中,
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    找出一個可以讓細胞
    執行該代碼的方法,
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    然後就創造了一個全新的物種。
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    所以這是世界上第一個
    合成的生命形式。
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    那你能用這個技術做什麼呢?
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    好吧,這個技術將會改變世界。
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    讓我告訴你們三個短期趨勢,
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    理解它將如何改變世界。
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    首先,我們將看到
    一場新的工業革命。
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    我說的是真的,不誇張。
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    所以就像瑞士、德國和英國
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    用你在大廳看到的機器
    改變了世界一樣,
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    創造能量。
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    與歐洲核子研究中心
    一樣的方式正在改變世界,
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    使用新儀器和我們對宇宙的概念。
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    可編程的生命形式也將改變世界,
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    因為一旦你可以編程細胞
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    和你編程電腦晶片一樣,
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    你幾乎可以做出任何東西。
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    你的電腦晶片可以製作照片、
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    製作音樂、製作電影、
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    製作情書以及製作電子表格。
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    其運作原理就是一些 1 和 0
    在晶片裡飛來飛去 。
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    如果你可以讓 ATCG 在細胞中流通,
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    這個軟件就可以製作自己的硬體,
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    這意味著它擴展的速度非常快。
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    無論發生了什麼,
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    如果你將手機放在你的床邊,
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    你在早上不會有十億支手機。
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    但如果你用活的生物體,
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    你可以大量製造。
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    一件你可以在 2025 年以前做的事
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    就是以商業規模生產
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    接近碳中性的燃料。
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    那是我們和埃克森美孚石油公司
    正在合作進行的。
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    你也可以用它來取代農田。
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    不是用 100 公頃的土地
    來製油或蛋白質,
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    你可以在這些大桶裡做,
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    以每公頃 10 到 100 倍的產量來生產。
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    你可以存儲資訊
    或製作世界上所有的疫苗,
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    就在那三個大桶裡。
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    或者在那三個大桶裡存儲
    歐洲核子研究中心的大部分資料。
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    DNA 真的是很強大訊息存儲設備。
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    第二個趨勢是:
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    你會開始看到理論生物學的崛起。
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    所以,醫學院系是
    地球上最保守的地方之一。
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    他們教解剖學的方式
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    和 100 年前他們
    教解剖學的方式相似。
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    「歡迎,同學,這是你的屍體。」
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    醫學院不擅長創建新部門,
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    這是為什麼它很少見的原因。
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    艾薩克·寇韓現在已經在哈佛醫學院
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    創建了一個基於訊息學、
    數據和知識的部門。
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    從某種意義上,開始要發生的是
  • 11:12 - 11:14
    生物學開始會獲得足夠的數據
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    可以開始追隨物理學發展的步伐,
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    物理學曾經是「觀測」物理
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    和「實驗」物理,
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    然後開始創建理論生物學。
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    這就是你即將會看到的,
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    因為你有這麼多的病歷紀錄,
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    因為你所擁有的
    有關人的數據如此之多:
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    有他們的基因組,有他們的病毒,
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    有他們的微生物群。
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    而從這個訊息庫,
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    你就可以開始做預測。
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    第三件正在發生的是有關消費者的。
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    現在你也可以對自己的基因做定序了。
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    這類的服務會造就出
    像 23andMe 這類的公司,
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    而像 23andMe 這類的公司
    會給你越來越多的數據,
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    不只是有關你的親戚的訊息,
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    而且還有關於你和你的身體,
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    它會做比較,
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    而且它會與不同時間的資料做比較,
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    而這些將成為非常大的數據庫。
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    但它也會開始以意想不到的方式
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    影響到許多其他的行業。
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    通常,當你做廣告時,
    你真的不希望消費者
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    拿你的廣告到浴室,在上面小便。
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    當然,除非你是宜家。
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    因為當你從一本雜誌上
    撕下這個,然後你撒尿在上面,
  • 12:28 - 12:30
    如果你懷孕了,它會變成藍色。
  • 12:30 - 12:32
    (笑聲)
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    他們會給你嬰兒床的折扣。
  • 12:36 - 12:37
    (笑聲)
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    對嗎? 所以當我還在說消費者賦權時,
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    商人早已超越了生物技術,
  • 12:42 - 12:44
    我真心認為如此。
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    我們現在開始在
    Synthetic Genomics 公司生產
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    桌上型打印機,
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    它可以讓你設計細胞、
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    列印細胞、
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    在細胞上執行程序。
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    我們現在可以即時,
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    在飛機起飛和降落其間,
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    完成疫苗的打印。
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    今年我們將生產 78 台這種機器。
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    這不是理論生物學。
    這是印刷生物學。
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    我來談談兩個長期趨勢,
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    未來會慢慢地在你面前發生。
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    第一個是,我們開始重新設計物種。
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    你已經聽說過,對嗎?
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    我們正在重新設計樹木。
    我們正在重新設計鮮花。
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    我們正在重新設計優格、
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    奶酪,無論你想要什麼。
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    那當然帶出了一個有趣的問題:
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    我們應該如何以及何時
    重新設計人類呢?
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    我們很多人在想,「不!
    我們永遠不要重新設計人類。」
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    當然,除非你的孩子
    有亨丁頓舞蹈症的基因,
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    那等於被判死刑。
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    或者,你有囊性纖維化基因
    可能會傳給下一代,
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    這時,你不只是想要重新設計自己,
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    你也會想重新設計你的孩子
    和他們的孩子。
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    這些複雜的辯論未來都會發生。
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    我給你一個當前的例子。
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    當今國家科學院正辯論的議題之一是
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    能把一基因塞到蚊子身體裡
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    來消滅所有攜帶瘧疾的蚊子。
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    但是有些人說,
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    「這將會嚴重地影響環境,
    不要這樣做。」
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    其他人說,
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    這是每年造成數百萬人
    死亡的原因之一。
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    你憑什麼說
    我不能拯救我國的小孩。」
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    為什麼這場辯論如此複雜呢?
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    因為只要在巴西釋出這種蚊子,
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    或釋在佛羅里達州南部,
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    蚊子可不管什麼牆。
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    釋出一個基因的決定
  • 14:55 - 14:58
    會影響整個世界。
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    這位出色的男子獲得諾貝爾獎。
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    在獲得諾貝爾獎後,
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    他一直在擔心
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    生命如何在這個星球上開始,
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    它在其它地方開始的
    可能性有多大呢?
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    所以他一直對他的研究生說,
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    「幫我創造一些生命,但不要使用
    任何現代化學品或儀器。
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    創造那些三十億年就存在的生命。
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    不能使用激光,
    不能用這個,不能用那個。」
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    大約三個星期前,
    他給了我一瓶他創造的東西。
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    他創造了什麼?
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    他的創造基本上看起來像
    由脂質製成的肥皂泡。
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    他創造了前信使 RNA 。
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    讓前信使 RNA 被細胞吸收
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    然後讓細胞分裂。
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    我們可能在不久的將來,
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    或許十年,或許二十年,
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    自原始共同體中
    從無到有製出生命來。
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    第二個長期趨勢是:
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    我們已經和正在經歷數位時代,
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    開始經歷基因時代、
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    生物學、 CRISPR,
    和合成生物學的年代,
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    所有這些都將融入大腦的年代。
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    我們即將進入可以重建
    大部分身體部位的時期。
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    就像你斷了的骨頭
    或燒傷的皮膚會再生,
  • 16:32 - 16:35
    我們開始學習
    如何重新生出我們的氣管,
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    或如何重新生出我們的膀胱。
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    這兩個都已經被移植到人體。
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    托尼·阿塔拉正努力造出
    32 種不同的器官。
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    但這才是核心,
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    因為核心是你,其餘的都只是包裝。
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    沒有人會活過120 歲、
    130 歲或 140 年歲,
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    除非我們解決這個問題。
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    這是最有趣的挑戰。
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    這開疆拓土伴隨著:
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    「宇宙中的生命有多普遍呢?」
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    「我們從哪裡來?」
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    和像那樣的問題。
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    讓我引述杜撰的
    愛因斯坦話語來總結:
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    【你可以把一切當奇蹟來活,
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    也可以無視任何奇蹟。】
  • 17:16 - 17:18
    這是你的選擇。
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    你可以專注於壞事,可怕之事,
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    可怕之事的確存在。
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    但用你大腦的 10%、20%
  • 17:27 - 17:31
    或者 30% 來專注這個問題。
  • 17:31 - 17:33
    但請記住,
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    我們確實生活在
    一個充滿奇蹟和神奇的時代。
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    我們有幸今天還能活著,
    看到這些東西。
  • 17:40 - 17:42
    我們很幸運能夠
  • 17:42 - 17:45
    與這個房間裡那些正在建設
    所有東西的人互動。
  • 17:45 - 17:48
    謝謝你們所有人,和所做的一切。
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    (掌聲)
Titel:
基因奇蹟的時代
Sprecher:
胡安·恩里克斯
Beschreibung:

像 CRISPR 這樣的基因編輯工具使我們能夠在最基本的水平上編程生命。 但這引發了一些迫切的問題:如果我們能夠從頭開始生產新物種,我們應該建造什麼? 我們應該重新設計我們所知道的人性嗎? 胡安·恩里克斯預測基因編輯的可能未來,也探索這個新領域的巨大不確定性和可能帶來的機會。

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

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