紐約 — 在旨在從頭建立基因組的科學家看來，大自然已經給了她機會 — 確切地說，是 38 億年，這是地球上生命進化並被認為變得更精細適應和更復雜的時間長度。 現在輪到科學家了，他們認為自己可以做得更好。
在紐約市紐約基因組中心舉行的為期兩天的“基因組專案-寫入”會議過半時，來自 10 個國家的 250 多名與會者已經展示了數十種設計和構建基因組可能會實現的未來進步的令人眼花繚亂的方式。
科學家們概述了改變生活在人類腸道中的微生物基因組的方法，以保護人們免受肥胖和慢性壓力的影響；改變植物基因組，使其能夠檢測炸藥 TNT（提示機場安檢人員周圍佈滿炸彈檢測喜林芋的照片）；使生產藥品的細菌能夠抵抗導致昂貴生產線關閉的病毒，等等。
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然而，這些新想法不會像 GP-write 組織者希望的那樣迅速成為現實。去年，其領導人表示，他們希望到目前為止從公司、或許是美國國立衛生研究院和捐助者那裡籌集 1 億美元。 但目前只有來自軟體公司 Autodesk 的最初 25 萬美元在資金池中。
專案聯合負責人南希·凱利表示，因此，GP-write 只能資助一個試點專案。 因此，週二（主要）來自初級科學家的遊說更多是為了獲得該專案的認可 — 凱利說，其領導人將撰寫支援信，以便研究人員可以在其他地方尋求資金 — 而不是實際的支票。
GP-write（GP 代表基因組專案）的總體目標是“促進人類健康事業”，紐約基因組中心的創始執行董事凱利說。 但紐約大學的生物化學家和專案聯合負責人傑夫·博伊克說，它也是為了改變“我們科學家瞭解世界的方式”。 他補充說，物理學家理查德·費曼的觀察結果“我無法創造的東西，我就無法理解”，“已成為我們領域的一種宣言”。
這次會議一部分是推介會，科學家們提出了可能成為 GP-write 一部分的各種專案，另一部分是關於早於 GP-write 就已開始進行的研究的進展報告，最值得注意的是 構建 構成酵母基因組的 16 條染色體中的 5 條，這是博伊克共同領導的一個專案。 早上登記的隊伍一直排到第六大道，房間裡站滿了人，溢位到相鄰的自助餐廳，還有數百人觀看了第一場會議的直播。
GP-write 在去年首次組織會議時 引發了爭議，當時在哈佛醫學院舉行的會議對媒體和公眾關閉，引發了人們對秘密進行某些不正當行為的懷疑。 倫理學家和其他人也對該專案（當時名為 HGP-write，其中 H 代表人類）可能會做什麼 感到震驚。 一些批評者的腦海中浮現出定製人類的願景。 （名稱中的“write”旨在將其與人類基因組計劃區分開來，後者“讀取”了構成人類 DNA 的 30 億個化學字母。）
事實上，“據我所知，沒有計劃製造胚胎或人類，”休斯頓大學的法學教授芭芭拉·埃文斯說，她環顧房間，看著該專案的領導人，他們大力點頭。
最初，GP-write 將支援開發設計和合成（來自化學構件）基因組的技術，即生物體 DNA 的完整組成。 主要目標是在未來 10 年內將這樣做的成本降低 1000 倍； 現在合成一個“鹼基對”（即人類基因組中 30 億個鹼基對中的一個雙鹼基對）的成本約為 10 美分。
博伊克說，與讀取基因組不同，“寫入具有某種創造性的元素，如果你願意的話，它具有藝術性。” 因此，寫入人類基因組的可能性“對某些人來說是令人興奮的，而對另一些人來說是可怕的”。 他說，到 2027 年，可能會從頭開始製造出人類基因組。
他和其他人說，這種合成基因組不會被插入到例如人類卵子中，並被允許發育成第一個基因定製的人。 相反，希望是學習“讓基因組運轉的規則”，博伊克說。 “我們只想做好事，而不是壞事。”
會議上展示的所有研究都獨立於 GP-write，但最終可能會為其做出貢獻。 例如，在五角大樓國防高階研究計劃局的資助下，哥倫比亞大學的生物學家哈里斯·王正在研究如何改變生活在人體內和人體上的微生物的基因組，這些微生物被稱為人類微生物組。 這些細菌似乎會影響新陳代謝，從而影響肥胖和糖尿病； 影響某人是否會患上腸易激綜合徵； 並且可能會影響神經系統。
“我們正在問，我們如何操縱與人體相關的微生物組，並可能引入新的功能，”王說。 一種可能性是修改人類“搭便車者”的基因組，以便它們可以合成每種必需的氨基酸，從而使人們不必從食物中獲取這些蛋白質構件。 另一種方法是為這些微生物提供可以分泌化合物的基因組，這些化合物可以改善胃腸道的蠕動，以治療腸易激綜合徵； 能夠感知感染並做出反應的基因組； 甚至可以產生可能影響記憶和其他大腦功能的神經遞質的基因組。
經過工程改造的腸道微生物將如何進入患者體內？ 碰巧的是，糞便移植已經被用來治療艱難梭菌感染。
寫入基因組並不侷限於動物。 科羅拉多州立大學的生物學家朱恩·梅德福說，儘管現有的遺傳技術已經產生了可以檢測到比炸彈嗅探犬低十到一百倍的 TNT 水平的植物，但 GP-write 開發的技術可能會做得更好。
她說：“我們想改造植物來過濾水並分泌純淨水。” “想象一下，如果我們能夠過濾海水併為地球上的生命提供無限的水，那會怎麼樣。”
一個未解答的問題是，什麼時候有必要從頭開始構建基因組，而不是像使用基因組編輯工具 CRISPR 那樣調整大自然提供的基因組。 例如，哈佛醫學院的尼利·奧斯特羅夫正在編輯細菌的基因組，使其能夠抵抗病毒感染。 這對於生物技術行業來說是一個大問題，該行業使用細菌和其他細胞來生產一整個藥店的藥品。
因此，奧斯特羅夫和她的同事正在改變細菌的 DNA，以便病毒注入細胞的 DNA — 這也是病毒迫使受感染細胞產生數百萬個病毒的方式 — 不起作用。 她說：“這將使宿主細胞對病毒具有抵抗力。”
法學家和生物倫理學家在會議上發揮了重要作用，他們主要討論如何讓公眾瞭解該專案。
賓夕法尼亞大學的生物倫理學家喬納森·莫雷諾說，應該在“明年”制定一項計劃來做到這一點：2018 年是瑪麗·雪萊的《弗蘭肯斯坦》出版 200 週年，如果 GP-write 進展順利，可能會有人問：“這不是巧合嗎？”