有没有想过，如果基因和程序一样，那么我们是否可以造出一个生物机器来改编，编辑基因，从而“升级”？

balabala

有没有想过，如果基因和程序一样，那么我们是否可以造出一个生物机器来改编，编辑基因，从而“升级”

原文地址：https://www.zhihu.com/question/419635509

同花顺

可以倒是可以……
不过题主可以拿一套经手十个以上团队维护过并且从来没有文档没有注释的项目先感受一下。
哎妈这程序是怎么运行下去的？
哎妈怎么就特么起作用了？
哎妈怎么动这里那边出问题了？
哎妈这天台风真大！

卡卡

不是已经在这么做了嘛。对于人类对象来说，只是目前能力、认知、伦理以及技术等等原因还只局限于疾病治疗。对于人之外的动物植物等领域，特别是在农业领域编辑基因（转基因）可不是新鲜事情。
升级是一点一滴的。1946年的计算机，和现在的计算机比较起来可能就是现在的基因编辑和以后的基因改编类似吧。

检验医师

想象一下，一个维护了四十亿年的祖传屎山项目，机器语言，没注释。变量倒是有，可没define得自己猜。

队长是我

现在的修改基因离创造新物种差远了
生化娃娃我发明的新概念，就是未来创造一种人形宠物解决单身的性需求，希望替代充气娃娃。
生化娃娃的优势是它是活的，可以满足你的一切幻想。
当然你要是很矜持的话可以买其它种类的宠物，比如只会卖萌的奇美拉，小猫般的麒麟和鸡肉味的龙，总之生化宠物未来会引发一次科技革命。

同花顺

不新鲜了。早在人类基因组计划开始之前，就有一大帮萌萌哒的年轻人怀抱这种想法。
可是，现实是残酷的：这件事可以做，但是非常低效、非常不稳定，投入大把金钱、人力和时间都可能毫无产出，只导致从业者消费降级、中年潦倒乃至英年早逝。
相比之下，计算机那边的发展实在太快了。

人类基因组计划的结果是这样的：
大家发现人类基因组就是一座祖传代码屎山，里面的大部分内容是转座子在复读，还有其它重复片段和假基因——尽管吹牛O说里面每一对碱基都在发挥作用的家伙大有人在，我们早已通过敲掉多种生物的基因组里的大段东西验证了这件事。
人类基因组里来自古代逆转录病毒的大段破烂比编码人体蛋白质的还多，病毒代码里只有一小部分在发挥重要功能，但这一部分功能又如此基础和重要，以至于人类到底算是个什么玩意都是有疑问的。
于是投入进去的很多年轻人变成了满面愁容的秃子。

造个生物本身不算很难。如果你使用道金斯的定义，计算机里虚拟的生物也算生物，你去网上下个tierra打开跑几秒就创造了一堆生物了。实体的话病毒、简单的细菌都有人制造过：
加拿大阿尔伯塔大学医学微生物及免疫学教授戴维·埃文斯在2017年成功制造出在1980年灭绝过一次的马痘病毒，那是天花病毒的类似物，基因组规模是21.2万个碱基对。他们的实验花费了半年时间和10万美元成本，所用DNA原料可通过网购获得。办法是基于马痘病毒序列和痘苗病毒末端序列先合成10个DNA片段，再将这些DNA片段置入感染了兔纤维瘤病毒的细胞培养物中进行重组，激活为具有感染力的合成嵌合体马痘病毒。这其实就是地球上未曾有过的新型病毒，只是参照了已经存在的序列。
文特尔已经带人造出了使用人工基因组的支原体，比自然界的要简洁。
往这些细菌、病毒之类玩意里面插入我们已经知道的产生毒素的基因、耐药基因、对抗环境的基因之类种种，配合传代培养和人工选择，可以塑造出致命的病原体。但如果你希望这玩意有起码的选择性，同样的钱拿去造核武器都能将全球敌人击溃了。

又例如人造叶绿体和基于机械的人工光合作用：
德国马克斯-普朗克陆生微生物研究所Tobias Erb主任领导的一个研究团队拿菠菜的叶绿体修修补补、换上几个更高效的酶，获得的二氧化碳结合速率为菠菜叶绿体100倍[1]。
研究人员首先从菠菜中分离出叶绿体，然后将其与CETCH循环人工代谢模块配对，该模块由18种生物催化剂组成，转化二氧化碳的效率远远高于植物本身。他们将上述物质结合成细胞大小的液滴，放入主要由油组成的介质中。


该“人造叶绿体”不是纯人工合成，最大反应效率仍受到植物叶绿体本身的低效率限制，反应产物目前只有羟基乙酸，用这种方法生产工业原料也不高效，所以要谈对抗二氧化碳这样的有公益性的项目。
研究者希望进一步修改配方，以生产其他有机化合物，包括比羟基乙酸更有价值的分子。他们还希望将捕获的二氧化碳更高效地转化为植物生长所需的有机化合物，将来应用于转基因植物。
在植物的光合反应中催化效率最慢的就是暗反应。固定二氧化碳的RuBisCo作为地球上数量最多的蛋白质分子的候选者之一又效率很低，人为改进还是有意义的。
但是，你可以直接用机器去做呀。
人工光合作用是模仿生物自然光合作用的一类化学过程，通常可以表示任何将太阳能储存到化学键中的技术，产物不限于碳水化合物，可以是氢气之类燃料，例如光催化水分解技术是人工光合作用的主要研究方向之一。人工光合作用可以使用与自然光合作用完全不同的物质和反应路径，在能量转换效率上产生夸张的倍数差异。

• 以下内容引自《中国科学报》黄辛，有删改：
  

植物、蓝菌等生物通过光合作用将太阳能转换成电势能，驱动一系列生化反应，将二氧化碳和水转化成含碳的能量载体和氧气，这是碳基生物利用能源和碳物质的核心基础过程。但是自然光合作用中太阳能到化学能的转换效率极低，C3植物的理论极限约4.6%，C4植物的理论极限约6%，单细胞光合生物的理论极限约8%~13%，实际上的效率多在0.3%~0.5%以内，只有极少数物种能达到1%；而之前存在的人工光合作用的最高能量转换效率也不到18%，亟待改进。
上海科技大学物质科学与技术学院教授林柏霖课题组通过新型电极的构造和系统工程优化，首次开发出了太阳能到化学能的能量转换效率超过20%的二氧化碳还原人工光合作用系统。相关成果于2020年8月5日在线发表于《材料化学杂志A》。
林柏霖课题组创造性地开发了一种在纳米多孔聚丙烯膜上负载纳米多层级孔银的一体化薄膜电极，可实现高活性、高选择性和高稳定性的二氧化碳电还原。实验和理论分析表明，这种纳米多级孔结构不仅可以增加活性位点的数量，同时也突破了前人报道的基于薄膜电极的三相界面扩散极限的限制，从而在低过电势下实现相对较高的二氧化碳电还原分电流密度和一氧化碳的选择性。
林柏霖课题组将该电极与课题组开发的镍铁基阳极相结合，与商业化的太阳能电池相匹配，开发出基于二氧化碳还原的人工光合作用系统。该系统在28小时的长时间测试过程中表现出良好的稳定性，其太阳能到化学能最高转换效率达到了约20.4%，全程平均能量转换效率为20.1%，超过了目前所有已知的二氧化碳还原人工光合作用系统。
林柏霖表示，通过定量系统工程分析发现，该电极如果与目前最先进的太阳能电池搭配，可以充分利用太阳能电池的光电流，预计太阳能到化学能的最高转换效率约为25%。这一发现对未来人工光合作用系统的进一步突破具有指导意义。
相关论文信息：https://doi.org/10.1039/D0TA067