合成生物學的“魔力”：另辟蹊徑精準制造

　　最近，一個名為銀杏生物工作室的新型鑄造廠入駐美國波士頓港口，在這個占地1672平方米的廠房內看不到鋼水四濺，也沒有震耳欲聾的嗡嗡聲，工程師們采用一種秘密方法制造出多種產品，從香水到香料，再到益生菌，不一而足。這些種類豐富的定制品要歸功于一個幕后英雄：微生物，而科學家們使用的秘密武器，則是一種方興未艾的技術——合成生物學。

　　類似銀杏生物工作室這樣，將從自然界汲取的靈感與現代技術結合利用的公司與日俱增。該公司創辦人表示，新一代制造革新將由合成生物學推動。

　　合成生物學漸入佳境

　　合成生物學目前還處于襁褓中，狀況與計算機在上世紀50到60年代的處境比較類似，尚屬“楊家有女初長成，養在深閨人未識”階段。但插上新技術的翅膀之后，這一領域成長快速，到2018年，該領域的產值可能達到56億美元，而2013年的產值僅為19億美元。

　　與很多合成生物學公司一樣，銀杏生物工作室目前的主要研制對象是食品和化妝品行業需要的原料。就像用酵母來釀酒一樣，該公司研究人員正在利用微生物制造香料、營養品以及香水。

　　銀杏生物工作室稱，他們可以像生產啤酒一樣，用10天培養出一些天然成分，從而減少50%到90%的成本。到目前為止，他們已經獲得了450萬美元的研發費用以及每年1000萬美元的版權費用。這么“高大上”的公司，員工陣容也超級豪華，公司有15個博士，還有2名麻省理工學院的教授。

　　一般而言，才華與野心成正比，該公司也不例外。他們的野心當然不止制造產品那么簡單，他們正與美國國防部高級計劃研究局合作，制造能對抗疾病并祛除空氣中溫室氣體的微生物。這是一個極其嚴苛的挑戰，不過，這些工程師們認為，通過在從食品到碳減排等復雜程度各異的領域內應用其技術，他們能使這種生物制造方法更可靠、更可預測，并成為制造汽車或手機的生產線。

　　基因代碼作用更可預測

　　生物學極其強大。一種植物如何自組裝并使用水、空氣和陽光來制造食物，與人們如何制造電子產品一樣充滿想象力。生物工程師們希望利用生物學的強大力量設計出新技術。他們正在撰寫新代碼，將生物學從無法預知的地方帶入可預測的王國。

　　銀杏生物工作室是其中的翹楚，其他還有如總部位于加州的合成基因公司、關注健康與延長壽命的人類長壽公司等。這些公司正在利用合成生物學的“魔力”，改變人們對于生命的認識。他們的主要做法是對微生物進行遺傳修改，讓其變成真正可以預測的工程學原則。

　　由于DNA內包含有生物體內不斷重復的堿基對序列，研究人員正在用這些代碼，構建新操作系統和應用所需要的工具和基礎設施。其實，長時間以來，計算機程序員一直在做這樣的事情：使用0和1來預測很多事情的結果，如飛機自動駕駛系統、信用卡交易處理過程等。

　　因為自然的復雜性，生物學代碼迄今還無法像計算機代碼那樣提供精準的預測。所以，數十年來，生物學家、遺傳學家以及化學家們一直在試圖揭開遺傳學的秘密，希望能借此制造一種通用的生物編程語言，從而讓微生物采用可預測的方式執行特定功能。在過去幾年，科學家們在這方面取得了令人欣喜的突破，他們學會了如何編寫DNA代碼。不過，使這種代碼更具預測性需要花費時間。

　　從制造香水到設計細菌

　　目前，科學家們正嘗試在似乎不可能的地方開始應用這些技術，例如，在制造天然香料和香水的過程中。

　　在傳統方法中，制造一瓶香味四溢的玫瑰精油可能需要1000多朵玫瑰的花瓣。但銀杏生物工作室科學家們采用的方法則大相徑庭，他們會從玫瑰花中提取基因，將其變成酵母后在發酵桶中培育生產出玫瑰精油，這一過程類似于釀造啤酒。研究人員表示，可以對這一過程進行升級，讓其自動對生物細胞進行編程，如此一來，研究人員就可以專注于設計定制細胞解決特定問題了。

　　合成生物學的另一應用則旨在為人類解決一個棘手的問題：對抗生素產生耐藥性的超級細菌。英國惠康基金會（Wellcome Trust）的最新報告指出，每年有70萬人死于抗生素耐藥性。而且，大型醫藥公司也在慢慢剝離抗生素的研發工作。現在，研究人員想到了新的解決辦法：通過對能對付并移除擁有抗生素抗性等有害特征的細菌進行修改重組，從而設計出新型益生菌。

　　總而言之，為了解決我們目前面臨的最大挑戰，應該將合成生物學推上科學舞臺的前臺，它將大放異彩，采用前所未有的辦法解決人類面臨的難題。