我们生活在生物学的世纪

我们正处在一个新时代的开始,在这个时代,生物学已经从经验科学转变为工程学科。在使用人造方法控制或操纵生物一千年之后,我们终于开始使用自然界的机器——生物工程,来设计、规模化改造生物。我们设计生物的能力将从根本上改变我们诊断、治疗和管理疾病的方式。

生物学不仅仅影响人类健康和疾病。由于其无与伦比的进化、复制和创造能力,生物学是地球上最先进的制造技术之一。我们已经看到它改变了食品、农业、纺织业、制造业,即将开发出基于 dna 的计算机硬件和软件。

20世纪80年代早期,由于我们新发现的将人类基因插入细菌产生人类胰岛素的能力,第一个大跃进基因重组 DNA 技术和第一个生物技术药物诞生了。今天,像 CRISPR 和基因电路这样的现代工具使我们能够以越来越精确和复杂的方式编程生物学,从能够产生新的化学物质和蛋白质的细菌,到能够攻击癌症的细胞。“可编程药物”(以基因、细胞、微生物的形式,甚至是能够改善我们健康状况的移动应用程序和软件)的爆炸式增长,如今正使我们比以往任何时候都更接近医学的终极圣杯——治愈。包括衰老,达成长生不老

由于这些新药是工程系统和可编程的性质,药物的发现和开发将从一个定制的迭代过程。我们现在可以从为一个特定的目标设计一个分子转移到设计一个平台,在这个平台上可以制造许多未来的药物。像软件升级一样,可编程药物使得在后代中改进某种特定药物成为可能。例如,每一个新版本的工程化 CAR t 细胞都将比上一个更复杂。这些药物的模块化方面意味着新的应用将更容易建立,重用和再利用像乐高积木这样的普通组件: 一旦我们学会了如何在一个特定的疾病中将一个基因传递给一个特定的细胞,我们就更有可能将一个不同的基因传递给另一个疾病的不同细胞。

渐渐地,并不是所有的治疗都是分子疗法。现在,你已经可以下载一种治疗方法来治疗复杂的慢性疾病,比如糖尿病或行为障碍,这种方法可能比任何现有的药物都要好。对于这些复杂的条件,软件可能是我们影响生物学的最好方式。这些数字健康疗法不仅有可能让你变得更好,而且随着时间的推移,它们自己也会变得越来越好。现在生物学不仅仅在进化,我们的疗法也在进化。

所有这些都是由生成我们以前从未有过的数据的能力驱动的,再加上复杂的计算工具来理解它们。生物学非常复杂,甚至超出了人类大脑的理解能力。以人工智能为动力的平台有潜力连接以前看起来像噪音的点,产生新的发现,甚至改变发现本身的性质。这将推动新疗法和下一代诊断技术的发展,使我们能够越来越早地发现像癌症这样的疾病,甚至有可能在疾病开始之前阻止它。

今天的生物科技就像50年前的信息技术一样: 处在触及我们所有人生命的悬崖边上。正因为如此ーー生物学终有一天会成为每个行业的一部分。

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