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編者按：合成生物學是一個新興的領域，美國生物工程師德魯·恩迪(Drew Endy)是這個領域最優話語權的人之一，他設想了很多合成生物學的應用領域，比如增加生物多樣性、保護瀕危物種、生產新材料等等，甚至是利用該技術生產智能手機。恩迪認為，合成生物學是一股可以重塑科學、社會和文化的強大力量。本文來自編譯，希望對您有所啟發。

生物工程教授德魯·恩迪，2021年10月22日，在斯坦福大學的辦公室里。恩迪認為合成生物學是一股可以重塑科學、社會和文化的強大力量。(Deanne Fitzmaurice/The New York)

當賓夕法尼亞州德文郡的一家住宅著火時，12歲的德魯·恩迪（Drew Endy）“救出”了他最珍愛的財產——他的電腦。

多年后，作為研究生，恩迪被生物技術和政治學博士學位錄取。一些詞語或許可以總結恩迪：半工程師，半哲學家，他的談話中會提到笛卡爾和迪倫，還有DNA。

他還是個傳教士。恩迪作為一位51歲的斯坦福大學生物工程學教授，是新興合成生物學（synthetic biology）領域的明星。他是最善于表達的熱衷者，鼓勵其他人將“合成生物學”視為一條通往更美好世界的道路，一種養活地球、戰勝疾病和對抗污染的革命性技術。

合成生物學背后的樂觀主義假設，生物學現在可以在很大程度上追隨計算的軌跡，在計算中，微芯片的持續改進使進步成為可能，性能每一年或二十年就翻一番，而價格減半。合成生物學的基礎技術——基因測序和DNA合成——也有類似的趨勢。

就像在計算機領域一樣，生物信息被編碼在DNA中，因此它可以被“編程”，其目標是為了一些有用的目的去重新設計生物體。合成生物學的目標是使這種編程和生產更快、更便宜、更可靠，更像是一種具有可重復使用部件和自動化的工程學科，而不是像生物學那樣是一種手工工藝。

支持者說，合成生物學有希望通過重新編程使生物學變得更強大，然后大規模生產渦輪增壓細胞，以增加食物產量、對抗疾病、產生能量、凈化水和吞噬大氣中的二氧化碳。

“生物學和工程學正以深刻的方式結合在一起，”恩迪說，“有可能實現文明規模的繁榮，創造一個更加富足的世界，在不破壞地球的情況下支持全球人口的增長?！?/p>

如果有可能的話，這樣美好的未來還需要幾十年的時間。但在尋找眾所周知的未來20年的下一個大事件中，合成生物學是一個潛力股。對此，沒有人比恩迪更有說服力了。

他認為，合成生物學是一股可以重塑科學、社會和文化的全面力量，就像個人電腦和互聯網所做的那樣，而不僅僅是一個新行業。恩迪是兩家初創公司的創始人，他的妻子克里斯蒂娜·斯摩克是斯坦福大學的兼職教授，是Antheia公司的首席執行官，這家公司利用合成生物學來制造基本藥物的成分。

恩迪說，作為一個新興產業，他相信我們正處于一個轉折點，這對它的未來至關重要。“有史以來第一次，合成生物學公司處于賺錢的邊緣，而不是一直燒錢”他說。

現金流的流入一直是良好經營的最明顯證據。根據SynBioBeta的數據，今年上半年，合成生物學公司從風險資本家和全球首次公開募股中籌集了90億美元，超過了去年全年的募資總額。而在2015年，其融資總額為10億美元。

這個行業大體上分為工具制造商（tools makers）和產品開發商（product developers）。工具制造商包括成熟的合成生物公司供應商和其他公司，比如基因測序公司依諾米那（Illumina）和美國太平洋生物科學公司（Pacific Biosciences），以及像Twist Bioscience和Codex DNA這樣年輕的DNA合成公司。

最近上市的銀杏生物工程(Ginkgo Bioworks)擁有一個一體化的生物工廠，其他人可以利用它來生產合成生物產品，就像亞馬遜(Amazon)為許多公司提供云計算服務一樣。

產品開發商有小型初創企業，也有制藥巨頭公司，這些公司正在利用合成生物學開發產品和新的生產工藝。例如，合成生物學被用于加速COVID-19疫苗的生產。

并不是每種應用都以拯救生命或拯救地球為目標。加拿大克羅諾斯公司正在利用合成生物學技術開發大麻可食用食品，而舊金山的一家初創公司Zbiotics生產一種“宿醉殺手”。但恩迪也看到了一些主要行業轉型的潛力。拜耳在農業上的應用包括DEKALB種子業務，該公司正在創造用于種子的固氮微生物，有可能減少化肥的使用。

運動休閑服制造商露露檸檬(Lululemon)正與初創公司Genomatica合作，將石油化工原料尼龍轉變為生物纖維。Impossible Foods公司利用合成生物學技術生產植物性漢堡。普利司通公司正在探索使用生物基聚合物替代生產輪胎的化學聚合物。而早期的合成生物學公司阿米瑞斯(Amyris)已經成為化妝品和香水行業的原料供應商，且生意興隆。

恩迪的技術成就包括放大遺傳邏輯、可重寫DNA數據存儲、基因組重構和開發可重復使用的生物部件。但也許他最偉大的技能是作為一個溝通者和社會工程師。

恩迪有過很多夸張的說法。他會拿起智能手機，說用不了多少年，就可以用合成生物學制造出智能手機。誰知道這能不能做到，或者，如果能做到，它是否有經濟意義。但他的觀點是合成生物學在生產新材料方面的巨大潛力。恩迪說，加州小城市門洛帕克每年的花園剪報被運走變成堆肥，比全球生產的微芯片還要重。嗯，也許吧，但它們幾乎沒有可比性。恩迪還說過：“所有原子都是局部的。”因此，與互聯網捆綁在一起的合成生物學將實現“隨處設計，隨處發展”的模式，他說，這可能導致“當地制造業的大規模升級”和經濟“有利于去全球化的再平衡”。

恩迪認為，合成生物學也可能促使人們重新思考人類與自然的關系。他說：“這是人類意圖與自然合作的一種表達。我們在和生命對話?！?/p>

該技術還可以用于增加生物多樣性和保護瀕危物種。例如，海洋變暖正在破壞珊瑚礁，但紅海的珊瑚具有非凡的耐熱性。通過改變珊瑚基因來模仿紅海的珊瑚種類，可以阻止珊瑚數量的減少，并有可能使全世界的珊瑚礁恢復生機。

其中一些理論應用聽起來可能有些牽強，但恩迪的目的是拓展思維，激發靈感，而且他經常成功。

“和他說話的時候，我感覺自己的智商好像下降了，”有機化學家、DNA合成專家之一Twist Bioscience的首席執行官艾米麗·勒普魯斯特(Emily Leproust)說，“他和我在一個不同的層面上思考，為我們正在做的事情提供一個更大的愿景?！?/p>

杰森·凱利(Jason Kelly)回憶起2002年秋天，他還是麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)的一名大四學生，當時恩迪在生物課上做了一場客座講座。在那之前，凱利覺得生物學充滿了乏味的實驗室工作，他在考慮是否要繼續學下去。但他被恩迪的講座所吸引，恩迪談到了未來和潛力。

“我在大廳里追上了他，”凱利回憶道。他后來在麻省理工學院(MIT)獲得了生物工程博士學位(恩迪是他的論文導師)，并成為銀杏生物工程的創始人和首席執行官。

“恩迪首先是一個優秀的社區建設者，”凱利說，“他所傳達的信息是，合成生物學是未來的愿景。讓我們一起努力實現它?！?/p>

為了建立這個社區，恩迪是兩個主要的非營利組織的創始人，并擔任董事會成員，這些組織旨在擴大合成生物學社區。

BioBricks基金會組織科學家和工程師開發標準化DNA部件，這是用于合成生物學的“生物積木”。貢獻者同意讓其他人自由使用這些部件，就像開源軟件項目一樣。

國際基因工程機器基金會(iGEM)每年都會舉辦比賽，讓學生們用成套的“生物積木”制作合成生物項目。自2004年以來，來自世界各地的大約6萬名學生參加了這項比賽。

加州大學圣克魯茲分校(University of California, Santa Cruz)的生物分子工程教授戴維·豪斯勒(David Haussler)說：“這是該領域的變革，讓年輕人參與進來，讓他們看到了構建生命的潛力，而不僅僅是觀察生命。德魯·恩迪是新一代的導師?！?/p>

合成生物學有著巨大的希望，但也有黑暗的一面，比如利用生物基因制造恐怖主義。恩迪是合成生物學的領軍人物，他從一開始就對其風險一清二楚。他是2003年為五角大樓高級研究機構撰寫的一份報告的主要作者，該報告為發展合成生物學和管理其風險制定了一個框架。在這份報告中，他評估了各種危險，并將威脅想象為“本拉登基因”。

恩迪說，今天的風險管理應該從這樣一個假設開始：在不太遙遠的未來，“任何人、任何地方都可以從零開始制造任何病毒。”

一種保護措施是合成生物學本身。例如，恩迪指出，先進技術的可能性，如工程染色體，將給人類一個內置的防御系統，例如，對抗世界上最大的20種病原體。

但應對措施還取決于社會凝聚力和機構有效性，這一點在COVID-19疫情期間被證明是具有挑戰性的，比如有些人們對接種疫苗和戴口罩的抵制，以及公共衛生系統的缺口。

恩迪承認，這些風險令人擔憂，它們加劇了人們對整個合成生物學的疑慮。

恩迪的合成生物學社區旨在激發人們對下一代生物技術的熱情，甚至是喜愛。他認為，就像個人電腦一樣，合成生物學是一項強大的技術，它的優點多于缺點，甚至可以激發情感聯系?！盀槭裁串斘壹抑饡r我抱著電腦跑出了房子？”因為我喜歡它，”他說，“一個社會能愛上生物技術嗎？于我來講，是的。”

譯者：Jane