人类有可能「制造」出一个生命吗？ 徐志超，生物信息学，生物化学，遗传学，但是不懂进化论。 当大多数人把目光聚焦在合成生物学上的时候，我认为其实人类在制造生命这条道路上早已走了不止一步。什么是生命？生命其实就是可以自我复制的机器。 计算机之父冯诺依曼是第一批提出自我复制机器概念的科学家之一。根据冯诺依曼的设想，一台能够自我复制的机器至少需要以下几个部件：1. 一个储存器，储存关于这台机器的所有资料，包括每一个零件的成分、规格、装配的顺序等信息；2. 一个制造流水线，从原材料开始制造每一个零件；3. 一个装配流水线，将所有零件正确地装配成一个完整的机器。有了这几个部件，再把储存器里的数据全部复制到新的机器中后，我们就完成了一次机器的自我复制。即便是运用现代技术，按照冯诺依曼的设想，一台自我复制的机器依然复杂得可怕，以至于至今没有人能够做出来。 这半个多世纪以来，计算机，自动化以及材料工程等领域的飞速发展并没有将冯诺依曼的朴素设想抛在脑后。世界上同时在研究自我复制系统的公司和研究机构恐怕不下百家。这是 2005 年英国科学家 Adrian Bowyer 的作品，只包括了储存器和制造流水线。图中左边是第一代，右边是第二代。虽然还不会自我组装，但是能够缩小到这个体积，应该凝结了不少材料、工程、自动化的结晶吧。我对这一领域不太熟，有兴趣的同学可以去翻翻他的工作。 而我们需要解决的问题可能不仅如此。首先，原材料和能源哪里来？如果不能解决这两个问题，我们制造的生命永远只能活在“培养基”上。这样的话，我们就需要引进一套太阳能供电系统以及采矿 + 熔炼系统。如果使用化石燃料的话，就需要把太阳能供电系统换成一个钻井 + 内燃机。其次，我们如何保证每次复制不发生错误，尤其是会被继承下去的错误？这就需要引进一套纠错机制，比如让和原型机不完全一样的机器把自己的储存器摧毁掉。类似的细节考虑可能是层出不穷。 也许有人问，这样的机器做出来有什么用。我想至少 NASA 有话要说。如果人类能制造一个自我复制的机器人并能够完全控制它，那殖民火星就不是梦了。 When engineering becomes biology 看一眼上面的机器，再透过显微镜看一下这个。 每一个细胞都是一台自我复制的机器。细胞通过细胞膜上的各种通道吸收原材料，如果有叶绿体，还可以自己制造一部分原材料，并把多余的送出细胞外。细胞核里承载了遗传信息，指导细胞的复制和分化。内质网和高尔基体等内膜系统以及细胞骨架和各种酶类承担制造、组装和纠错的工作。不仅如此，一些细胞，如阿米巴，还拥有了捕食的能力。 而自然界里最小的自我复制机器就是支原体（Mycoplasma）了。看到这里的同学是不是突然想起 Venter 大叔？我在如果只把有用的基因拼接起来，会变成什么样？ - 徐志超的回答的回答里提到了他部分相关工作。如果进一步简化，比如去掉制造流水线，会怎么样？ 一个 RNA 分子。它的特殊性在于他不仅是一个核酸分子，还可以作为一个核酶（ribozyme）拥有连接 RNA 分子的能力。如图所示，T 可以同时结合 A 和 B，催化 A 和 B 的连接，从而得到第二个 T。 我们可以看到，在制造生命的这条道路上，有两拨人。一拨人是借用大自然的馈赠，从最简单的细胞和生物大分子出发的合成生物学家。另一拨人是从头开始，抛开碳基有机物的束缚的工程师。个人认为虽然前者的起点高且相对进展快，后者的前景似乎更为光明呢。拿大自然的杰作来打 engineer 的脸并不是我的本意。如果每个人看到这里都觉得我们的计算机，自动化以及材料工程等学科的努力是小儿科，萌生“必定存在一个上帝，让我们信 XX”的念头的话，人类是没有未来的。乐观一点，计算机诞生才 60 年，而地球孕育第一个生命用了 10 亿年。 查看知乎原文
