关于我们从哪来的经济
无论是笃定的宗教信徒,还是坚定无神论者又或是摇摆在信仰之间的吃瓜群众:“我们从哪里来?要到哪里去?”对人类而言,这似乎是一个永恒无解的命题。能窥察到这一终极命题的重要秘匙似乎就是我们身体内的“上帝密码”-DNA,近日人类也在破解这“上帝密码”取得了新的进展。7月14日《科学》期刊近日发布了一项成果,研究人员利用基因编辑技术系统,将埃德沃德·迈布里奇《人类和动物的运动》中收录的图片和一部短片编码进了细菌DNA中。这就表示,DNA就像是数码数据存储进活细胞的一种媒介。而在7月17日,深圳大学学者捕获细胞核中最短特异DNA图像,可用于癌症检测。
从现在日渐风靡的DNA检测监测来看,我们距离这一最终谜底愈来愈近了。事实上,从去年开始通过DNA检测就开始逐渐风靡起来。我们可以通过DNA检测知道我们的血统、基因特点、遗传病预测。似乎在一瞬间我们窥视到了人类至高真理,999元的高配套餐与真理相比似乎不值一提。但问题的关键是:谁来保证999元的DNA检测足够准确呢?
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DNA跟U盘的概念差不多
只不过他能储存的数据要多的多
将DNA称之为上帝密码一点也不为过,人类学家通过古代人类化石提取的DNA和现代人类DNA像拼图一样拼凑出人类的起源的历史脉络,其中的故事足够令人瞠目结舌。通过百年的探索,现在的主流的观点认为在30万年前智人走出非洲与更早的尼安德特人杂交繁衍出现代人类的祖先。进一步探寻,我们的科学家发现,抑郁症、糖尿病、酒精尼古丁依赖症都是尼安德特人独有的基因。
听上去非常不可思议,肉眼不可见的DNA居然可以储存这么多信息,甚至是从千万年前的化石提取DNA依旧可以提取这么多信息。人类科技的发展可以通过各种科学研究研究出化石的奥秘,举个与DNA无关的例子:通过锶同位素鉴定,我们可以了解到死去的生物出生在哪里。就像河南安阳殷墟出土的一个带人头的单体甗,为了证明人头的身份,考古学家通过锶同位素鉴定得出结论这个人头来自一位安徽的15岁少女,结合历史得出结论这是一位战俘。对于不了解的人们来说,这简直可以称之为是奥术魔法了。但与DNA所储存的信息量相比,锶同位素所含信息连沧海一栗都算不上。
最近,美国哥伦比亚大学和纽约基因组中心的科学家们在《科学》上发表了新的研究成果报告,以极高的密度在 DNA 中存储数据,理论上 1 克 DNA 可以存储 2.15 亿 GB 数据,更新了人工 DNA 存储信息的记录。从数据上分析,2.15亿G到底是什么概念呢?以当年现象级网游《魔兽世界》为例,1克DNA可以储存约400多万份副本文件。
回到这次的实验报告,科学家都在DNA里储存了什么呢。
“上帝密码” 由四种核苷酸构成:腺苷酸、鸟苷酸、胞苷酸以及胸苷酸。这四种核苷酸通过千万种不一而同的排列组合,编码成参差多态的生命形式。以信息科技角度来看,DNA和硬盘驱动器的工作方式并非有很大差异,甚至可以说是另一种更高级的算法罢了。硬盘驱动器是用二进制来存储数据,而DNA用四种基本的核苷酸来存储生物体的基因信息。不过按照现在得出的结论来看,DNA即可使用人工排列编码,也可以存储二进制信息。如果把DNA比喻成移动储存设备,那么人类就是读取设备,与人类所理解的介质来看,DNA的储存能力以及稳定性要好的多。DNA作为储存介质开发变的愈发重要的原因是在于信息大爆炸导致巨大的信息储存问题,据IDC数据统计,每年的信息总量就要翻一番,等到了2020年,世界数据将达到44zb的庞大数量。听上去神秘的DNA开发,并非是科幻小说的虚妄之言。
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“我们从哪来”开发的衍生
个人DNA检测的升温
在开发储存媒介的同时,另一些从业也开始从改良人类健康基因开始进行研究。早在2012年,加利福尼亚伯克利分校的JD团队(这个团队的简称只是因为我懒的打全,但我发誓他绝对不是京东)。通过对Cas9这一蛋白进行编程,可以切割任何感兴趣的DNA序列。这种技术本称之为CRISPR,你也可以将它理解为剪刀。这种技术无疑令人们对DNA研究变的更加充满热情,如果可以切割掉病毒遗传物质,那么人类就可以获得更好的生活。直到现在科学家们依旧利用这项技术不断的进行研究,对各种生物进行了各种有趣的基因改造实验。包括中国也在DNA剪刀项目颇有进展,甚至第一个做了抗肺癌的研究试验。
随着DNA各项技术的加速研发,个人DNA检测也变的愈发普及。毕“上帝密码”中所蕴含的奥秘实在是太多了,谁也无法拒绝一窥奥秘的机会。在全球众多消费级基因检测公司中,美国公司23andme最为著名,其因推出99美元的基因检测项目而迅速占领了美国的消费级基因检测市场,在获得最新一轮融资后,23andme的市场估值突破了11亿美元。而在2017年的4月6日,美国食品及药品管理局(FDA)宣布批准了23andMe针对10项疾病的基因健康风险测试(GHR)。这是FDA批准的首个消费级的遗传测试。
而在国内,个人DNA检测也迎来了第一波热度,国内基因检测消费企业数量众多,如wegene、23魔方。国内的消费级基因检测最早可以追溯到2004年,随着全基因测序成本不断降低,迎来了一波小爆发。相关人士预计,未来5年,全基因测序成本可能下降到700人民币,国内消费级基因检测行业将迎来真正的大爆发时期。目前中国各种基因检测公司的数量超过200家。同时,在中国多个省市提出将生物医药作为新兴产业培育对象的背景下,一些市场评估机构提出了“基因检测市场万亿产值”的规模。
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良莠不齐的消费级DNA检测
在目前国内的200多家基因检测机构中不乏浑水摸鱼之辈,基础版的检测价格区间位于千元左右。内容基本包括祖源探寻、运动基因检测、还有健康风险、代谢、遗传疾病以及药物指南。但也有不少商家甚至将抗雾霾能力检测、择偶选择、以及兴趣爱好奉为广告。如果说遗传健康相关有律可依的话,将诸如此类的神功加入宣传就难避噱头之疑了。
面对日益增长的基因检测市场,规范、专业等方面的标准显得愈发重要,面对野蛮生长的基因检测产业下的检测结果良莠不齐是不足怪的。
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人类的未来
随着科技的不断发展,人类似乎距离最终的谜底越来越近。通过人类的不断探索,对DNA的了解也越来越多。随着AI技术的兴起,DNA作为可能出现的高质量储存媒介,只要人类突破DNA读写“数据”的桎梏,则必然会对Ai技术提供更“高级”智能的保障。另外回到DNA检测来说,虽然面临着行业发育期必然面对的良莠不齐,但等到有一天技术完全成熟、基因库数据饱满、标准和监管完备的那一天,我想没有人会抵抗住一窥造物主意志的机会。
其实按玩笑话来说,举一个不恰当的例子:造物主造DNA与中关村的程序员没什么不同,我们甚至可以将DNA比喻成为一种编程语言,既然有java和C语言,那么我们也可以管DNA叫“D语言”。世界上没有不出错的代码,DNA也一样。据现在已知对DNA的了解,D代码明显具有随机性,在造物主编写DNA的时候,大部分“数据”会编译不通过,就像被免疫系统消灭。即使通过了编译,还有Alpha以及beta测试,这就是“无法遗传”以及“遗传缺陷导致消亡”。当过了前三关的D代码真正的投入到了“市场”还要面对的是“物竞天择,适者生存.”进行最终的筛选决定谁留下谁灭亡。我想通过这个玩笑告诉大家,看上去简单的三个字母远没有那么简单,DNA里甚至包含了亿万年前我们人类起源的一切。
在文章的最后我想向大家说一件事:人们往往评价一位程序员的好坏,并非是他会不会写出Bug.而是他是否有DeBug的能力:精确定位,详细分析,快速更改。这件事对于DNA来说依然如此,不过我们的程序员-造物主似乎将我们遗弃在了这颗蔚蓝星球上,那遥远的奥秘依旧藏在风里。如此一来,我们人类终要充当自己的程序员了,学习的第一步是了解我们从哪来。