書本閱讀: Regenesis – How synthetic biology will reinvent Nature and Ourselves 創生:合成生物學如何重新發明生命和我們

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這本書Regenesis: How synthetic biology will reinvent Nature and Ourselves(目前台灣還沒有中文翻譯,自己亂翻成 創生:合成生物學如何重新發明生命和我們),由遺傳學教授喬治.丘奇(Gorge Church)和科普作家艾德瑞奇斯(Ed Regis)所寫,在2012年出版。

喬治.邱奇(George Church)教授本身是哈佛大學和麻省理工學院合聘教授,開啟多個重要的科學領域包含基因定序技術、合成生物學、基因編輯等,且參與多個醫療新創公司的開辦(Knome/PierianDx、AbVitro/Juno、Veritas Genetics),合成生物學相關的公司(Joule、Gen9、Editas、Egenesis、enEvolv、WarpDrive)。另外,也推動了美國基因體計畫、BRAIN initiative。這邊有段最近George Church教授接受訪問(https://www.youtube.com/watch?v=4V4Am5vo__g),因其在深圳建立的George Church Research Institute,與華大基因合作開發使用基因編輯來發展移植器官的計畫。

這本書的編排是以地質編年史展開,而因此讓大綱就充滿一堆“艱澀”的字彙,整本書將各種合成生物學領域映射到生物在地球上演進的方向。

以下是這本書的各張標題,一眼望去,硬派風格!

第一章 38億年前,冥古代晚期: 有機物和無機物的邊界
第二章 35億年前, 太古宙: 閱讀最古老的生物和生命的軟體
第三章 5億年前, 寒武紀: 鏡像的世界和多樣性的爆發,演化可以多快發生和如何達到多樣性
第四章 3.6億年前,石炭紀: 最好的石油替代品便是石油
第五章 6千萬年前,古近紀 :哺乳類的免疫系統,如何用基因工程解決醫療危機
第六章 300萬年前,更新世: 設計和建造絕種生物
第七章 1萬年前, 新石器時代:工業革命、農業革命和合成基因學。BioFab宣言
第八章 1百年前, 人類世: 第三次工業革命 iGEM
第九章 近期, 全新世: 從個人基因組到永和人類的組合
第十章 以終為始。超級人類、泛物種時代:社會的風險

有機與無機分子的差異

邱奇教授在開頭,從化學界某一時期的爭論起手,在19世紀初期,化學家把分子以無機和有機化分,有機物只能來自於具有生命的生物,兩者壁壘分明,直到化學家弗里德里希·維勒(Friedrich Wöhler)在1828年發表論文,能從無機物中合成出有機物尿素,從此對於化學分子的生命力(vitalism)區分,開始出現邊界模糊的問題,討論何謂化學分子的生命力(vitalism),那假如我們開始能自己合成去氧核醣核酸,或是能合成出有類似去氧核醣核酸複製行為的功能呢?或是我們將化學分子的編排稍微倒置,把左旋換成右旋呢?在這邊邱奇教授提出幾個有趣的問題:

  •  Wohler’s synthesis of urea was arguably the first great challenge to vitalism
  • The second challenge to vitalism concerns the phenomenon of the handedness of molecules
  • challenge to vitalism is to find out whether those long, precise sequences could arise spontaneously and possess the functions of life such as catalysis
  • whether a fully synthetic chemical network could make a copy of itself and evolve
  • whether consciousness can arise synthetically

便宜的DNA生產技術的演進

用巨觀的思維來闡述新科學
生物版的巨流和,可以窺見當代前言科學家對於未來生醫領域的研究想法,大史觀對應生物的提問,從底層分子的生命,探討到演化速度,最終改變對人類的想法

爬梳合成生物學的六大方向

George Church教授對於未來合成生物學的主要方向簡單分成六個,並且提到其中的重要科學家:
1. 重組基因用來作為代謝工程的工具
美國工程院士基林斯教授(Jay. D. Keasling)
2. 仿生生物學(Bio-inspired and bio-mimetic)
哈佛大學史蒂芬班納教授(Steven Benner)
麻省理工大學羅伯特.蘭格(Bob Langer)
3. 工程導向的生物元件(Engineering-inspired biobricks)
前麻省理工大學教授Tom Knight
4. 探討生物的演化、生命的起源
伯克利大學化學系教授John Arnold
德州大學合成生物學教授Andrew Ellington
哈佛大學教授喬治.丘奇(George Church)
5. 生醫產業化及工具化
哈佛大學偉斯研究所(the Wyss Institute)
6. 基因工程
克雷格-凡特研究機構(JCVI)
霍華德休斯醫學研究(HHMI)

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