基因奇蹟的時代

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。

讓我從羅伊·阿馬拉說起。

羅伊的論點是，大多數的新技術

一開始的影響力往往被高估了，

之後，時間久了，
它們的影響力就會被低估，

因為我們已經習以為常。

「這真是充滿奇蹟和驚奇的日子。」

各位還記得保羅·賽門的
這首好歌嗎？

裡面有兩句歌詞。

所以，在那個年代，
哪些事情會被視為是奇蹟呢？

讓事物慢下來的——慢動作——

以及長途電話。

沒錯，因為過去的你
經常被接線生打斷，

他會告訴你：「長途電話喔，
您要先掛斷嗎？」

如今，與世界各地通話
我們已經習以為常。

是的，也許類似的事情也正發生在

生命密碼的解讀與編程上。

但在我解說之前，

我們先來談談望遠鏡。

望遠鏡的影響力一開始被高估了。

這是伽利略早期的款式之一。

大家以為它會毀掉所有宗教。

（笑聲）

現在我們沒怎麼注意望遠鏡了。

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，

如果我們把這輛福斯汽車送到月球上，

你可透過那望遠鏡
看到福斯汽車車燈亮著。

其解析度能讓你看見

漂浮在遙遠太陽周邊的小黑點。

想像這是十億光年外的一顆恆星，

你可看到它前方的一個小塵埃。

偵測系外行星就是像這樣。

很酷的是，新近升空的望遠鏡

可以讓你看到在月球上
一根點著的蠟燭。

如果你放一個盤子在兩根蠟燭之間，

你可以從這麼遠的距離
分別看到兩根蠟燭。

有了這樣的解析度，

你就可以開始成像

圍繞在太陽周邊的小塵埃，

看看是否有藍綠色的顏色。

如果確實有藍綠色的顏色，

就意味著，生命在宇宙中是普遍存在的。

你第一次在遠方的星球上
看到藍綠色的顏色，

就表示那裡有光合作用，

那裡有水，

除了地球外，你能在其它星球上
看到光合作用的可能性

幾乎是零。

那是個劃時代的事件，

區分「宇宙中是否獨存人類」的前後，

別再想發現什麼新大陸了。

當你們還在想這件事時，

我們現在已經可以
把大部分的宇宙成像出來。

這是充滿奇蹟和神奇的時代。

我們也視為理所當然了。

類似的狀況也正發生在生命領域裡。

我們零零碎碎地聽到
關於生命的資訊。

我們聽說過 CRISPR 技術，
我們聽到這種技術，

我們聽到那種技術。

但生命的本質基本上就是編碼。

用編碼來看生命是個非常
重要的概念，因為它的意義

就像是你能夠寫出一段句子一樣，

不論是用英文、法文或中文，

就如同你可以複製一個句子一樣，

就像你可以編輯一個句子一樣，

就像你可以列印一個句子一樣，

你也開始可以對生命做同樣的事。

那就意味著，我們要開始學習
如何閱讀這種語言。

當然，這也是這顆柳橙的語言。

所以，這顆柳橙如何執行程式？

它不能像電腦用 0 和 1 來執行。

它待在樹上，有一天它會 :

撲通掉下來！

那就是：執行。

AATCAAG 生根，

TCGACC 開枝，

GAC 生葉，AGC 開花，

然後 GCAA 長出更多的柳橙果實。

如果我用文字處理軟體
來編輯一段英文句子，

就是從這個字改成那個字。

如果我在這顆柳橙裡動些手腳，

用 CRISPR 或其它
你聽過的工具把 GCAAC 放入，

這個柳橙就會變成檸檬，

或是變成葡萄柚，

或是變成橘子。

如果我編輯一千個字母中的一個，

你就會變成你身旁坐的那個人。

選座位的時候小心點。

（笑聲）

事情是這樣的，
通常新的技術在一開始非常昂貴。

就像長途電話。

但它的成本降低的速度
比摩爾定律還要快 50%。

昨天 Veritas 公司首推
200 美元的完整基因組定序服務。

所以，當你在看這些系統，

它無所謂，它無所謂，
它無所謂，接著，它有所謂了。

讓我用地圖的方式呈現給各位看。

這是一項大發現。

這裡有 23 對染色體。

很酷。

我們現在開始從望遠鏡的視角，
但不是使用望遠鏡，

而是用顯微鏡來放大

那些染色體中比較小的，

也就是 Y 染色體。

它的尺寸只有 X 的三分之一，
它是隱性的、突變的。

但，嘿，

只是個男性罷了。

看這個，

這像是在看整個國家，

以 400 個鹼基對的解析度來看，

然後你放大到 550 個解析度，
然後你放大到 850 個解析度，

在你放大時，你就可以
開始識別越來越多的基因。

然後你放大到州的大小，

你可以開始識別出誰有白血病，

他們是怎麼得到白血病，
那是什麼樣的白血病，

從什麼地方轉移到什麼地方。

然後你放大到像是
Google 街景的大小。

這就是你從某個患有
結直腸癌病人身上，

以字母解析度級別所看到的狀況。

我們在這個方面做的是在收集訊息，

以及生成非常大量的訊息。

這是世界上最大的數據庫之一，

而且它增長的速度比
我們建造電腦來存儲它還更快。

你可以用這些資料
創造出不可思議的地圖。

你想了解瘟疫，想了解為什麼
這個瘟疫是腺鼠疫，

另一個是不同的瘟疫，

另一個又是不同的瘟疫？

這就是瘟疫的地圖。

有些對人類絕對致命，有些則否。

順便說一下，
當你追根究底要知道

它與結核病相比會如何呢？

所以這就是結核病
和各種瘟疫之間的區別。

你可以像個偵探去探究，

因為你可以拿一種特定的霍亂，

例如影響了海地的那種，

你可以看它來自哪個國家，

來自哪個地區，

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。

現在遠看，

它不只能近看。

這是人類製作過的最酷的地圖之一。

他們把所有物種的全部遺傳信息

做成一株生命樹放在一頁上，

你可以放大和縮小。

看得到先是什麼，如何分化、分支，

該基因組有多大，

全部以一頁呈現。

像是地球上生命的宇宙，

一直不斷被更新和匯齊。

所以當你看著這個，

真正重要的變化是

以前是被動的舊的生物學。

過去很多生物學家有顯微鏡，

他們也有放大鏡，會去觀察動物。

新的生物學要你主動出擊。

你不只觀察東西，還可以創造東西。

那是一個非常大的變化，

因為它使我們能夠做像這樣的事情。

而且我知道你真的
對這張照片感到很興奮。

（笑聲）

我們花了四年時間和四千萬美元

才拍到這張照片。

（笑聲）

我們做的是

把一個細胞的基因代碼抽取出來——

不是一個基因，兩個基因，而是
一個細胞中的完整基因代碼 －－

建立了一個全新的基因代碼。

再將它植入細胞中，

找出一個可以讓細胞
執行該代碼的方法，

然後就創造了一個全新的物種。

所以這是世界上第一個
合成的生命形式。

那你能用這個技術做什麼呢？

好吧，這個技術將會改變世界。

讓我告訴你們三個短期趨勢，

理解它將如何改變世界。

首先，我們將看到
一場新的工業革命。

我說的是真的，不誇張。

所以就像瑞士、德國和英國

用你在大廳看到的機器
改變了世界一樣，

創造能量。

與歐洲核子研究中心
一樣的方式正在改變世界，

使用新儀器和我們對宇宙的概念。

可編程的生命形式也將改變世界，

因為一旦你可以編程細胞

和你編程電腦晶片一樣，

你幾乎可以做出任何東西。

你的電腦晶片可以製作照片、

製作音樂、製作電影、

製作情書以及製作電子表格。

其運作原理就是一些 1 和 0
在晶片裡飛來飛去 。

如果你可以讓 ATCG 在細胞中流通，

這個軟件就可以製作自己的硬體，

這意味著它擴展的速度非常快。

無論發生了什麼，

如果你將手機放在你的床邊，

你在早上不會有十億支手機。

但如果你用活的生物體，

你可以大量製造。

一件你可以在 2025 年以前做的事

就是以商業規模生產

接近碳中性的燃料。

那是我們和埃克森美孚石油公司
正在合作進行的。

你也可以用它來取代農田。

不是用 100 公頃的土地
來製油或蛋白質，

你可以在這些大桶裡做，

以每公頃 10 到 100 倍的產量來生產。

你可以存儲資訊
或製作世界上所有的疫苗，

就在那三個大桶裡。

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。

DNA 真的是很強大訊息存儲設備。

第二個趨勢是：

你會開始看到理論生物學的崛起。

所以，醫學院系是
地球上最保守的地方之一。

他們教解剖學的方式

和 100 年前他們
教解剖學的方式相似。

「歡迎，同學，這是你的屍體。」

醫學院不擅長創建新部門，

這是為什麼它很少見的原因。

艾薩克·寇韓現在已經在哈佛醫學院

創建了一個基於訊息學、
數據和知識的部門。

從某種意義上，開始要發生的是

生物學開始會獲得足夠的數據

可以開始追隨物理學發展的步伐，

物理學曾經是「觀測」物理

和「實驗」物理，

然後開始創建理論生物學。

這就是你即將會看到的，

因為你有這麼多的病歷紀錄，

因為你所擁有的
有關人的數據如此之多：

有他們的基因組，有他們的病毒，

有他們的微生物群。

而從這個訊息庫，

你就可以開始做預測。

第三件正在發生的是有關消費者的。

現在你也可以對自己的基因做定序了。

這類的服務會造就出
像 23andMe 這類的公司，

而像 23andMe 這類的公司
會給你越來越多的數據，

不只是有關你的親戚的訊息，

而且還有關於你和你的身體，

它會做比較，

而且它會與不同時間的資料做比較，

而這些將成為非常大的數據庫。

但它也會開始以意想不到的方式

影響到許多其他的行業。

通常，當你做廣告時，
你真的不希望消費者

拿你的廣告到浴室，在上面小便。

當然，除非你是宜家。

因為當你從一本雜誌上
撕下這個，然後你撒尿在上面，

如果你懷孕了，它會變成藍色。

（笑聲）

他們會給你嬰兒床的折扣。

（笑聲）

對嗎？ 所以當我還在說消費者賦權時，

商人早已超越了生物技術，

我真心認為如此。

我們現在開始在
Synthetic Genomics 公司生產

桌上型打印機，

它可以讓你設計細胞、

列印細胞、

在細胞上執行程序。

我們現在可以即時，

在飛機起飛和降落其間，

完成疫苗的打印。

今年我們將生產 78 台這種機器。

這不是理論生物學。
這是印刷生物學。

我來談談兩個長期趨勢，

未來會慢慢地在你面前發生。

第一個是，我們開始重新設計物種。

你已經聽說過，對嗎？

我們正在重新設計樹木。
我們正在重新設計鮮花。

我們正在重新設計優格、

奶酪，無論你想要什麼。

那當然帶出了一個有趣的問題：

我們應該如何以及何時
重新設計人類呢？

我們很多人在想，「不！
我們永遠不要重新設計人類。」

當然，除非你的孩子
有亨丁頓舞蹈症的基因，

那等於被判死刑。

或者，你有囊性纖維化基因
可能會傳給下一代，

這時，你不只是想要重新設計自己，

你也會想重新設計你的孩子
和他們的孩子。

這些複雜的辯論未來都會發生。

我給你一個當前的例子。

當今國家科學院正辯論的議題之一是

能把一基因塞到蚊子身體裡

來消滅所有攜帶瘧疾的蚊子。

但是有些人說，

「這將會嚴重地影響環境，
不要這樣做。」

其他人說，

這是每年造成數百萬人
死亡的原因之一。

你憑什麼說
我不能拯救我國的小孩。」

為什麼這場辯論如此複雜呢？

因為只要在巴西釋出這種蚊子，

或釋在佛羅里達州南部，

蚊子可不管什麼牆。

釋出一個基因的決定

會影響整個世界。

這位出色的男子獲得諾貝爾獎。

在獲得諾貝爾獎後，

他一直在擔心

生命如何在這個星球上開始，

它在其它地方開始的
可能性有多大呢？

所以他一直對他的研究生說，

「幫我創造一些生命，但不要使用
任何現代化學品或儀器。

創造那些三十億年就存在的生命。

不能使用激光，
不能用這個，不能用那個。」

大約三個星期前，
他給了我一瓶他創造的東西。

他創造了什麼？

他的創造基本上看起來像
由脂質製成的肥皂泡。

他創造了前信使 RNA 。

讓前信使 RNA 被細胞吸收

然後讓細胞分裂。

我們可能在不久的將來，

或許十年，或許二十年，

自原始共同體中
從無到有製出生命來。

第二個長期趨勢是：

我們已經和正在經歷數位時代，

開始經歷基因時代、

生物學、 CRISPR，
和合成生物學的年代，

所有這些都將融入大腦的年代。

我們即將進入可以重建
大部分身體部位的時期。

就像你斷了的骨頭
或燒傷的皮膚會再生，

我們開始學習
如何重新生出我們的氣管，

或如何重新生出我們的膀胱。

這兩個都已經被移植到人體。

托尼·阿塔拉正努力造出
32 種不同的器官。

但這才是核心，

因為核心是你，其餘的都只是包裝。

沒有人會活過120 歲、
130 歲或 140 年歲，

除非我們解決這個問題。

這是最有趣的挑戰。

這開疆拓土伴隨著：

「宇宙中的生命有多普遍呢？」

「我們從哪裡來？」

和像那樣的問題。

讓我引述杜撰的
愛因斯坦話語來總結：

【你可以把一切當奇蹟來活，

也可以無視任何奇蹟。】

這是你的選擇。

你可以專注於壞事，可怕之事，

可怕之事的確存在。

但用你大腦的 10%、20％

或者 30％ 來專注這個問題。

但請記住，

我們確實生活在
一個充滿奇蹟和神奇的時代。

我們有幸今天還能活著，
看到這些東西。

我們很幸運能夠

與這個房間裡那些正在建設
所有東西的人互動。

謝謝你們所有人，和所做的一切。

（掌聲）