0:00:00.760,0:00:02.070
所有的生命，

0:00:02.070,0:00:03.830
历史上所有的生物，

0:00:03.830,0:00:06.810
都是根据 DNA 中的[br]信息创造出来的。

0:00:06.810,0:00:08.200
那是什么意思？

0:00:08.200,0:00:10.720
意思是，就如同英语这门语言，

0:00:10.720,0:00:13.950
生命也是用字母组成的，[br]字母再拼成词汇，

0:00:13.950,0:00:16.780
今天我要给大家讲个故事。

0:00:16.780,0:00:20.910
DNA 是用基因字母组成的，[br]当它们拼成基因之后，

0:00:20.910,0:00:22.690
细胞就能够产出蛋白质，

0:00:22.690,0:00:25.730
这些蛋白质是一串串氨基酸[br]折叠而成的复杂结构，

0:00:25.730,0:00:28.790
它可以实现一些功能，[br]让细胞正常工作，

0:00:28.790,0:00:30.560
说出它的故事。

0:00:30.560,0:00:34.520
英文字母表有二十六个字母，[br]基因字母表则有四个字母。

0:00:34.520,0:00:36.120
它们很有名，你们可能听过，

0:00:36.120,0:00:39.280
通常直接用 G、C、A和 T 来表示。

0:00:40.520,0:00:43.890
但惊人的是，各式各样的生命

0:00:43.890,0:00:46.040
都是由四个基因字母产生出来的。

0:00:47.240,0:00:51.210
想像一下，如果英文字母表[br]只有四个字，会是怎样的状况？

0:00:51.210,0:00:53.560
你能讲出什么样的故事？

0:00:55.280,0:00:57.440
如果基因字母表[br]有更多字，又会如何？

0:00:59.440,0:01:02.400
有更多基因字母的生命[br]会不会说出不同的故事，

0:01:02.400,0:01:04.440
或是更有趣的故事？

0:01:06.480,0:01:10.326
1999 年，我在加州拉霍亚的[br]斯克里普斯研究所中的一间实验室

0:01:10.326,0:01:14.016
开始探究这个问题，[br]目标是要创造出活的有机体，

0:01:14.020,0:01:17.020
它们的DNA由六个基因字母组成，

0:01:17.020,0:01:21.560
包括四个天然的字母，[br]再加上两个人造的新字母。

0:01:23.120,0:01:24.360
这种有机体从根本上

0:01:24.360,0:01:27.180
改变了的生命形式，且史无前例。

0:01:27.180,0:01:29.216
它会是半合成的生命形式，

0:01:29.220,0:01:33.120
至今没有任何生命[br]能像它储存那么多信息。

0:01:34.120,0:01:35.970
它能够制造出新的蛋白质，

0:01:35.970,0:01:38.730
不单单只用那二十种[br]通常用来制造蛋白质的

0:01:38.730,0:01:40.680
常见氨基酸。

0:01:41.560,0:01:43.640
那样的生命能说出什么样的故事？

0:01:45.400,0:01:48.190
靠着合成化学和分子[br]生物学的强大帮助，

0:01:48.190,0:01:49.790
只花了不到二十年，

0:01:49.790,0:01:52.376
我们就创造出 DNA[br]有六个字母的细菌。

0:01:52.390,0:01:53.829
让我说一下怎么做到的吧。

0:01:54.640,0:01:57.070
你只需要记住高中[br]生物学中的一样东西，

0:01:57.070,0:02:00.680
那就是：四个天然基因字母[br]配对形成两组基础配对。

0:02:00.680,0:02:02.960
G 和 C 配对，A 和 T 配对，

0:02:02.960,0:02:04.816
所以，为了创造新字母，

0:02:04.820,0:02:08.350
我们合成了数百种新候选字母，

0:02:08.350,0:02:11.448
研究它们和彼此[br]做选择性配对的能力。

0:02:11.452,0:02:13.170
经过约十五年的努力，

0:02:13.170,0:02:15.740
我们发现两个字母[br]配对起来的状况非常好，

0:02:15.740,0:02:17.460
至少在试管中是如此。

0:02:17.460,0:02:19.180
它们的名字很复杂，

0:02:19.180,0:02:20.860
就姑且称它们为 X 和 Y。

0:02:21.960,0:02:25.320
接着我们需要做的事，[br]是要想办法把 X 和 Y 放入细胞中，

0:02:25.320,0:02:28.030
终于，我们发现我们的细菌中

0:02:28.030,0:02:30.330
有一种蛋白质和[br]海藻的蛋白质性能类似。

0:02:30.330,0:02:34.820
所以，我们需要做的最后一件事，[br]就是要证明在有 X 和 Y 的前提下，

0:02:34.820,0:02:38.400
细胞仍然能够生长和分裂，[br]且它们的 DNA 中保有 X 和 Y。

0:02:39.880,0:02:42.810
在那之前我们做的一切，[br]花的时间都比我期望的还长——

0:02:42.810,0:02:45.036
我其实是个很没耐心的人——

0:02:45.036,0:02:49.410
但这个最重要的步骤，[br]成功的速度比我梦想的还快，

0:02:49.840,0:02:51.040
基本上是一蹴而就。

0:02:52.640,0:02:54.856
在 2014 年的一个周末，

0:02:54.860,0:02:57.960
我实验室里的研究生栽培出了[br]有六个字母 DNA 的细菌。

0:02:58.800,0:03:01.450
让我利用这个机会[br]把它们介绍给各位。

0:03:01.450,0:03:03.440
这是它们的真实照片。

0:03:04.880,0:03:07.320
这些是最早的半合成有机体。

0:03:09.480,0:03:12.240
DNA 有六个字母的细菌，[br]真的很酷，对吧？

0:03:12.240,0:03:14.720
也许在座有些人[br]仍然很纳闷为什么要这样做。

0:03:15.680,0:03:18.240
让我跟各位简略说明[br]我们的一部分动机，

0:03:18.240,0:03:20.780
包括概念上和实际上的动机。

0:03:20.780,0:03:23.490
概念上，人们会思考生命是什么、

0:03:23.490,0:03:25.700
生命和非生命的差别在哪里，

0:03:25.700,0:03:27.820
人类从会思考时就在想这些了。

0:03:27.820,0:03:30.296
许多人对于生命的诠释就是完美，

0:03:30.296,0:03:32.696
甚至被视为造物主存在的证据。

0:03:32.710,0:03:36.350
生物之所以不同，[br]是因为神赋予它们生命。

0:03:36.350,0:03:38.670
其他人则用比较科学的解释，

0:03:38.670,0:03:39.596
但我认为，可以说

0:03:39.596,0:03:42.390
他们仍然认为生命的分子是特别的。

0:03:42.390,0:03:46.220
我的意思是，数十亿年来，[br]演化已经把它们最优化了，对吧？

0:03:46.220,0:03:48.880
不论你采用哪一种观点，[br]似乎化学家都不可能

0:03:48.880,0:03:51.360
创造出能在生命的自然分子中运作

0:03:51.360,0:03:54.390
或与之一起运作的新部位，

0:03:54.390,0:03:56.920
而且还不会把事情搞砸。

0:03:58.400,0:04:01.390
但我们到底被创造或演化得多完美？

0:04:01.390,0:04:03.720
生命的分子到底有多特别？

0:04:04.640,0:04:06.780
这些问题，连要被问出来都不可能，

0:04:06.780,0:04:09.120
因为我们没有任何东西[br]可以拿来和生命做比较。

0:04:10.000,0:04:11.650
史上第一次，我们的研究指出

0:04:11.650,0:04:14.660
也许生命的分子并没有那么特别，

0:04:14.660,0:04:17.760
也许我们所知道的生命[br]并不是唯一的生命形式。

0:04:18.920,0:04:22.010
也许我们不是唯一的解决方案，[br]甚至不是最好的解决方案，

0:04:22.010,0:04:23.600
也许只是一种解决方案。

0:04:25.600,0:04:28.170
这些问题在谈的[br]是生命的根本议题，

0:04:28.170,0:04:29.740
但它们看似有些深奥。

0:04:29.740,0:04:31.280
那实用的动机呢？

0:04:31.280,0:04:34.550
事实上，我们想要探究[br]基本单位扩大之后的

0:04:34.550,0:04:36.720
生命能够讲述怎样的新故事，

0:04:36.720,0:04:39.950
别忘了，这里的故事[br]指的是细胞能产生的蛋白质

0:04:39.950,0:04:41.200
及它们的功能。

0:04:41.200,0:04:44.430
所以，我们的半合成[br]有机体能够制造出

0:04:44.430,0:04:48.130
怎样的新功能蛋白质，[br]甚至能为我们所用呢？

0:04:48.130,0:04:50.160
我们对此有一些想法。

0:04:51.240,0:04:55.800
首先是要让细胞为我们[br]制造蛋白质，让我们使用。

0:04:55.800,0:04:57.100
现今，蛋白质

0:04:57.100,0:04:59.820
被用在很广泛的应用领域中，

0:04:59.820,0:05:02.270
从保护士兵不受伤的材料，

0:05:02.270,0:05:04.470
到检测危险化合物的装置，

0:05:04.470,0:05:05.820
但至少对我来说，

0:05:05.820,0:05:08.320
最让人兴奋的应用是蛋白质药物。

0:05:09.160,0:05:10.510
虽然相对比较新，

0:05:10.510,0:05:12.890
但蛋白质药物已经改革了医学，

0:05:12.890,0:05:15.720
比如，胰岛素是一种蛋白质。

0:05:15.720,0:05:18.510
你们可能听过它，被作为[br]药物源源不断的生产，

0:05:18.510,0:05:21.270
完全改变了我们[br]对糖尿病的治疗方式。

0:05:21.270,0:05:24.270
但问题是，蛋白质很难生产，

0:05:24.270,0:05:27.920
取得蛋白质的唯一实际方式，[br]就是叫细胞产生蛋白质。

0:05:28.880,0:05:31.116
所以，你只能让自然细胞

0:05:31.116,0:05:34.070
利用天然氨基酸制造蛋白质，

0:05:34.070,0:05:36.310
所以那些蛋白质能拥有的特性、

0:05:36.310,0:05:38.810
能够开发出来的用途，

0:05:38.810,0:05:41.350
都会被那些用来制造[br]蛋白质的氨基酸的

0:05:41.350,0:05:42.860
天然性质所限制。

0:05:42.860,0:05:44.120
这就是它们，

0:05:44.120,0:05:47.290
二十种常见氨基酸，它们通过[br]相互结合来制造蛋白质，

0:05:47.290,0:05:50.020
它们看起来差别不大。

0:05:50.020,0:05:51.600
它们并没有带来

0:05:51.600,0:05:54.010
创造出供许多不同的功能，

0:05:54.010,0:05:58.370
相对于合成化学家所制造的[br]药物小分子来说。

0:05:58.370,0:06:00.200
这些小分子比蛋白质更简单，

0:06:00.200,0:06:03.620
但它们是由更多不同形式的[br]东西创造出来的。

0:06:03.620,0:06:05.250
不需要关注那些细节

0:06:05.250,0:06:07.990
你们就能看出它们之间的差别。

0:06:07.990,0:06:10.590
事实上，正是它们的差异，[br]让它们成为很棒的药物，

0:06:10.590,0:06:12.730
用来治疗不同的疾病。

0:06:12.730,0:06:16.930
所以，令人兴奋的地方在于，[br]以更多样化的蛋白质作为来源，

0:06:16.930,0:06:20.360
我们可以开发出[br]什么样的新蛋白质药物。

0:06:21.840,0:06:23.720
那么，我们能否用[br]我们的半合成有机体

0:06:23.720,0:06:27.016
来制造出蛋白质，[br]且包含不同的新氨基酸，

0:06:27.020,0:06:29.210
也许是精选的氨基酸，[br]来赋予蛋白质

0:06:29.210,0:06:31.400
某些我们想要的特性或功能呢？

0:06:32.640,0:06:33.800
比如，

0:06:33.800,0:06:37.040
许多蛋白质被注射到[br]人体内就会失去稳定性，

0:06:37.040,0:06:39.316
它们很快就会被降解，消失，

0:06:39.316,0:06:41.080
因此它们无法成为药物。

0:06:42.080,0:06:44.220
如果我们能用新的[br]氨基酸来制造蛋白质，

0:06:44.220,0:06:46.280
在它们上面附加一些功能，

0:06:46.280,0:06:48.836
可以保护它们不受环境影响，

0:06:48.836,0:06:51.490
可以保护它们不被降解，

0:06:51.490,0:06:54.540
让它们能成为更好的药物会如何？

0:06:55.560,0:06:57.960
我们能不能在蛋白质上[br]附加一些小触手，

0:06:57.960,0:07:01.310
用来准确地紧抓其它的分子？

0:07:01.480,0:07:04.190
许多小分子被用来[br]开发药物时会失败，

0:07:04.190,0:07:06.880
是因为它们的特异性[br]比较低，无法在人体的

0:07:06.880,0:07:09.310
复杂环境中找到它们的目标。

0:07:09.310,0:07:12.976
那么，我们能不能用这些分子[br]来当作新氨基酸的一些部分，

0:07:12.980,0:07:15.760
当把它们整合到蛋白质中时，

0:07:15.760,0:07:18.910
该蛋白质就会引导它们找到目标呢？

0:07:20.040,0:07:22.246
我创立了一家叫做 [br]Synthorx的生物科技公司。

0:07:22.246,0:07:24.856
Synthorx 代表“合成有机体”，

0:07:24.860,0:07:28.530
在最后加上“X”是因为[br]生物科技公司都会这样做。

0:07:28.530,0:07:29.960
（笑声）

0:07:29.960,0:07:32.000
Synthorx 和我的实验室密切合作，

0:07:32.000,0:07:36.470
他们对能够识别人体细胞[br]表面上的某种受体的蛋白质

0:07:36.470,0:07:38.060
非常感兴趣。

0:07:38.060,0:07:40.460
但问题是，它也会识别

0:07:40.460,0:07:43.260
同样细胞表面上的另一种受体，

0:07:43.260,0:07:45.820
而这样则会带来毒性。

0:07:45.820,0:07:47.906
那么，我们能否制造出[br]那种蛋白质的变体，

0:07:47.906,0:07:52.260
把会和第二种不良受体[br]发生作用的那部分给掩盖起来，

0:07:52.260,0:07:54.210
用像大伞样的东西把它屏蔽掉，

0:07:54.210,0:07:57.360
让蛋白质只会和第一种[br]好的受体发生作用？

0:07:58.520,0:08:00.096
用常见的氨基酸很难

0:08:00.096,0:08:01.980
或根本不可能做到这一点，

0:08:01.980,0:08:06.740
但若用专门为此目的而设计的[br]氨基酸就不用担心了。

0:08:08.520,0:08:11.660
然而，把我们的半合成[br]细胞当成小工厂

0:08:11.660,0:08:12.980
制造出比较好的蛋白质药物，

0:08:12.980,0:08:15.470
并非唯一有趣的应用，

0:08:15.470,0:08:19.400
因为要记住，是蛋白质[br]让细胞实现它们的功能。

0:08:20.320,0:08:23.646
所以，如果有细胞能够制造出[br]具有新功能的新蛋白质，

0:08:23.646,0:08:27.130
我们是否能让它们做到[br]自然细胞无法做到的事？

0:08:27.130,0:08:29.950
比如，我们能否开发出[br]一种半合成有机体，

0:08:29.950,0:08:34.206
注射到人体中，去寻找癌细胞，

0:08:34.206,0:08:38.080
只有找到癌细胞时，才会[br]分泌有毒蛋白质来杀死癌细胞？

0:08:38.400,0:08:41.260
我们能否创造出一种细菌，[br]能吃掉不同类的油，

0:08:41.260,0:08:43.210
也许能用来清理原油泄漏？

0:08:43.210,0:08:45.420
上述这些，只是当词汇量增加时

0:08:45.420,0:08:48.580
生命能诉说的其中几种故事。

0:08:48.580,0:08:50.210
听起来很棒，对吧？

0:08:50.210,0:08:53.190
将半合成有机体注射到人体中，

0:08:53.190,0:08:56.450
将数百万加仑这种细菌倒入海洋中

0:08:56.450,0:08:58.060
或倒在你最爱的海滩上？

0:08:58.060,0:09:00.610
喔，等等，这听起来[br]其实挺吓人的。

0:09:00.610,0:09:03.390
这只恐龙的确挺吓人的。

0:09:04.480,0:09:06.050
但有个困难之处：

0:09:06.050,0:09:09.810
我们的半合成有机体为了要生存，

0:09:09.810,0:09:12.800
会需要被喂食 X 和 Y的化学前体。

0:09:13.800,0:09:17.280
X 和 Y 和大自然中存在的[br]任何东西都完全不同。

0:09:18.160,0:09:20.760
细胞没有它们，[br]也没有能力制造它们。

0:09:21.600,0:09:22.740
所以，当我们在实验室

0:09:22.740,0:09:24.840
受控环境中制造出它们时，

0:09:24.840,0:09:27.670
我们可以喂食它们[br]很多非天然的食物。

0:09:27.670,0:09:31.190
接着，当我们把它们散布到[br]人体中或外面的海滩上，

0:09:31.190,0:09:33.960
在那些地方，它们无法[br]取得特别的食物，

0:09:33.960,0:09:37.100
它们可以成长一点点，[br]它们可以生存一会儿，

0:09:37.100,0:09:40.590
也许刚好长到足以实现[br]一些我们希望的功能，

0:09:40.590,0:09:42.770
但接着，它们就没有食物可吃了。

0:09:42.770,0:09:44.130
它们会开始挨饿。

0:09:44.130,0:09:46.320
它们会饿死，然后消失。

0:09:47.480,0:09:49.870
所以，我们不但能[br]让生命说新的故事，

0:09:49.870,0:09:53.760
也能控制生命在特定地点[br]与时间说新故事。

0:09:55.080,0:09:58.570
在这场演讲的一开始，[br]我告诉各位我们在 2014 年

0:09:58.570,0:10:01.820
创造出了半合成有机体，[br]能储存更多信息，

0:10:01.820,0:10:03.930
将 X 和 Y 存在它们的 DNA 中。

0:10:03.930,0:10:06.430
但我们刚刚谈到的所有动机，

0:10:06.430,0:10:08.900
需要细胞能够使用 X 和 Y [br]来制造蛋白质，

0:10:08.900,0:10:10.640
所以我们开始处理这一点。

0:10:11.600,0:10:15.270
在几年内，我们证明了[br]细胞能够把有 X 和 Y 的 DNA

0:10:15.270,0:10:18.160
复制到 RNA，也就是[br]DNA 的工作拷贝。

0:10:19.560,0:10:21.320
去年年底，

0:10:21.320,0:10:24.500
我们证明了它们还可以[br]用 X 和 Y 来制造蛋白质。

0:10:24.500,0:10:27.236
这就是相关研究的主角，

0:10:27.236,0:10:30.720
史上第一个全功能半合成有机体。

0:10:31.560,0:10:36.200
（掌声）

0:10:38.040,0:10:41.490
这些细胞是绿色的，因为它们会[br]制造出一种发绿光的蛋白质。

0:10:41.490,0:10:43.980
事实上，这种蛋白质[br]很有名，来自水母，

0:10:43.980,0:10:46.000
很多人会使用它的天然形式，

0:10:46.000,0:10:48.980
因为这样可以很容易[br]看出你造出來了。

0:10:49.280,0:10:51.120
然而，在所有这些蛋白质中，

0:10:51.120,0:10:54.960
有一种新的氨基酸，自然生命[br]无法用它来制造蛋白质。

0:10:57.160,0:11:01.000
史上所有的活细胞，

0:11:02.160,0:11:04.500
不论是制造哪一种蛋白质，

0:11:04.500,0:11:06.600
都是使用了四个特定的基因字母。

0:11:07.720,0:11:11.740
而这些细胞是活的，[br]会成长，还会制造出

0:11:11.740,0:11:13.750
六个字母的蛋白质。

0:11:13.750,0:11:16.070
它们是新的生命形式。

0:11:16.360,0:11:19.300
这是一种半合成的生命形式。

0:11:19.840,0:11:21.570
那么未来呢？

0:11:21.570,0:11:24.940
我的实验室已经在努力扩展[br]其它细胞的基因字母，

0:11:24.940,0:11:26.450
包括人类细胞，

0:11:26.450,0:11:30.100
且我们已经准备好要开始[br]创造更复杂的有机体。

0:11:30.100,0:11:31.960
想想半合成的蠕虫。

0:11:33.360,0:11:35.090
我想要告诉各位的最后一件事，

0:11:35.090,0:11:37.536
也是最重要的：

0:11:37.550,0:11:39.920
半合成生命的时代已经到来。

0:11:40.760,0:11:42.010
谢谢。

0:11:42.010,0:11:46.720
（掌声）

0:11:53.480,0:11:55.890
克里斯·安德森：[br]弗洛伊德，这真是了不起。

0:11:55.890,0:11:58.630
我想问问你，

0:11:58.630,0:12:01.230
你的研究究竟意味着什么？

0:12:01.230,0:12:05.136
我们该如何看待生命的可能性，

0:12:05.140,0:12:07.416
比如，在宇宙中，或者其它地方？

0:12:07.420,0:12:11.360
感觉就是，生命有大一部分，[br]或是说我们的很大一部分假设

0:12:11.360,0:12:14.390
是基于这个事实：一切都跟 DNA有关，

0:12:14.390,0:12:18.720
但自我复制分子出现的可能性

0:12:18.720,0:12:21.830
是否比 DNA 大很多，[br]甚至只是六个字母的 DNA？

0:12:21.830,0:12:23.610
弗洛伊德：是的，没错。

0:12:23.610,0:12:25.136
我们的研究显示，

0:12:25.136,0:12:29.710
正如我先前提过的，[br]一直以来都有一种偏见存在，

0:12:29.710,0:12:31.130
认为人类就是完美的，

0:12:31.130,0:12:33.690
我们是最理想化的，[br]神把我们创造成这样，

0:12:33.690,0:12:35.830
演化把我们变得这么完美。

0:12:35.830,0:12:39.160
我们做出的分子能够[br]和天然分子并存，

0:12:40.440,0:12:43.590
我认为那意味着任何分子

0:12:43.590,0:12:46.250
只要能遵守化学[br]和物理的基本原理，

0:12:46.250,0:12:47.600
且能被最优化，

0:12:47.600,0:12:50.210
那它们就能够做到生命的[br]天然分子能做到的事。

0:12:50.210,0:12:52.070
这不是什么魔法。

0:12:52.070,0:12:53.746
我认为，那意味着，

0:12:53.746,0:12:55.520
生命演化的方式有很多种，

0:12:55.520,0:12:58.480
也许有与我们拥有[br]类似 DNA 的生命体，

0:12:58.480,0:13:00.240
或也许完全不含 DNA 的东西。

0:13:01.120,0:13:02.310
克里斯蒂安：在你心中，

0:13:02.310,0:13:05.836
那种可能性有多大？

0:13:05.836,0:13:09.400
我们认得出来吗？大部分的东西[br]都会看起来像 DNA 分子吗？

0:13:09.400,0:13:12.310
或是极度不同的生命体[br]也能够自我繁殖，

0:13:12.310,0:13:14.160
且有可能创造出活的有机体？

0:13:14.160,0:13:16.720
弗洛伊德：我个人的意见是，[br]如果我们找到了新生命，

0:13:16.720,0:13:19.060
我们可能也不会认出它。

0:13:19.060,0:13:22.020
克里斯蒂安：那么我们对[br]寻找宜居行星的迷恋，

0:13:22.020,0:13:24.460
一定要找到有水[br]和其它生命的地方，

0:13:24.460,0:13:26.810
这样的假设是不是显得太狭隘了？

0:13:26.810,0:13:29.430
弗洛伊德：如果你能找人[br]谈谈这件事，那答案也许是否定的。

0:13:29.430,0:13:32.840
但如果你只是想找到[br]其它任何形式的生命，

0:13:32.840,0:13:37.080
那么没错，我想其它[br]生命形式就近在眼前。

0:13:37.080,0:13:40.410
克里斯蒂安：谢谢你带来这些惊喜。[br]非常谢谢，弗洛伊德。

0:13:40.410,0:13:43.120
（掌声）