细菌大迁徙:达尔文那一套又不管用了( 三 )
更为重要的是 , 这一规律给21世纪兴起的“造物”技术——合成生物学带来更多可能 。
刘陈立告诉采访人员 , “如果说合成生物学是像拼‘乐高’一样 , 组装生物结构 , 那么此次研究得到的定量公式 , 则为‘造物’工程提供了全新的设计理论 。 ”
所谓合成生物学 , 就是采用工程化的设计理念 , 通过对生物体进行设计、改造和合成 , 创建人工生命体系 。 在科幻电影《侏罗纪公园》中 , 科学家利用天然琥珀中保留的恐龙血液 , 提取修复DNA分子结构等技术 , 培育出已经灭绝的恐龙——这种看起来颇为超前的生命科学理念 , 就是合成生物学的“电影版本” 。
“万有引力、热力学定律……物理世界已有许多规律可循 。 而我们认为 , 生物世界同样存在定量规律 , 理解了定量规律后 , 才可以真正实现生物的工程化 , 最终达到造物致知 , 造物致用 。 ”刘陈立说 。
在他看来 , 这一次从细菌上得到的生物迁徙进化规律 , 能够从理论上指导多细胞生物或生态体系的构建 。 未来 , 在该理论的指导下 , 调控细胞运动、生长速度 , 定量计算细胞在空间中的分布位置 , 有望实现生物组织和器官的工程化合成 。
赵国屏同意这一说法 , 在他看来 , 传统的细菌实验性进化 , 通常只考虑时间信息 , 而这个工作 , 则专门考察种群为什么能够在空间上竞争性定植 , 并解析这一定植过程中基因组的进化规律 。
“这项研究表明 , 细菌不仅是开展定量生物学和合成生物学研究的极好材料 , 也是开展实验性进化研究的极好材料 。 ”赵国屏说 , 遗憾的是 , 国内从事这方面研究的实验室不多 。
究其原因 , 一方面是需要研究者有很深厚的遗传学和进化科学的理论知识功底;另一方面 , 此类工作的成功 , 需要在大量和长期的重复性精确测定获得的数据基础上 , 才可能给出定量分析和理论模型预测 。 赵国屏希望以此为起点 , 能够启发我国从事生命科学基础研究的研究者 , 尤其是年轻的研究人员 , 拓展研究视野 , 大胆创新思路 。
他说 , 生命科学研究正在开启以系统化、定量化和工程化为特征的“多学科会聚”研究的新时代 , 正在逐渐从描述阶段 , 经过分析阶段向建构性阶段发展 , 最终达到对生命与生命过程“可预测、可调控和可创造”目标 。
“在这个过程中 , 一个重要的科学问题 , 就是获得对生物体系有序结构形成原理的定量认识 。 ”赵国屏说 。 如今这一成果做到了 , 但也仅仅是一个开始 。
中国青年报·中国青年网采访人员 邱晨辉
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