极端生物技术：利用机器智能，学习整个生命树的超能力。

《骇客帝国 4》电影片段。

在之前几篇文章里我分享了一些基础观点，以合成生物技术为代表的新一代生物科技（new biology tech) 与人工智能/机器学习技术的组合，是改变现实世界陈旧系统最有力的组合。

生命科学与人工智能会是宿命中的一对，互为镜子，互相启发与学习，我们站在这个时间点还无法预测到他们会怎么改变这个世界和每一个人的生活，就像站在 1900 年的人很难预测计算机能做什么，站在 1950 年的人也很难想象互联网和手机能做什么一样。

生命科学与生物技术将会受益于机器学习/人工智能所带来的新工具，极大地拓展人类可以学习和利用的生物系统的范围，理解微观机制，预测甚至控制宏观世界创造。而机器学习也将继续从自然智能中获得启发，利用自然进化的路径探索更丰富多样的智能形态和应用。而这一切都是为了更可持续，更负责任且更高效率地创造自然资源和前所未有的物质。

（ 有关于人工智能与自然智能的关系，可以延伸阅读这篇英文文章：

https://hdsr.mitpress.mit.edu/pub/0aytgrau ） 

先进的技术发展也总伴随前进（甚至是激进的）思想，有时是技术先行，有时是思想先飞跃。今天我想继续分享聚焦在生物技术和人工智能领域的科技博主 Elloit Hershberg 的一篇文章, 他正在斯坦福大学读基因工程的博士学位，同时运营自己的科技博客 Century of Bio，也是 NotBoring 这一家独特的风险投资基金 + 科技文化媒体平台的成员。

这篇文章的标题叫做 Extreme Biology, 这个概念的思想重点是：

leverage 利用机器智能的工具箱，同时学习自然智能和培养进化技术，通过利用基因组学、合成生物学和计算科学的工具，找到大自然亿万年历史中已经发明过的生物解决方案 -- 跨越植物、微生物和动物，最终掌握整个生命之树的超能力，而不是少数模式生物，超越过去生物技术可以工程设计的分子和物质。

原文链接在文末。希望你可以得到启发！

极端生物技术

Extreme Biology

Expanding our exploration of the tree of life

作者：Elliot Hershberg

发表日期：2022年12月19日

编辑：范阳

新的科学工具的行为很像黑夜中的手电筒 -- 它们照亮了自然界中以前无法看到的新世界。科学的进步似乎就是这样形成的。新工具的开发往往伴随着强烈的探索时期。开拓性的分子生物学家悉尼-布伦纳（Sydney Brenner) 在描述这一现象时说："科学的进步取决于新的技术、新的发现和新的想法，可能是按照这个顺序发生的。"

在21世纪，我们测量和操控生物学的技术在能力上有了极大的扩展。读取和写入 DNA 的技术都在成倍地提高。像 CRISPR 这样的基因编辑工具突破使我们有可能以可编程的方式编辑基因（edit genes in a programmable way)。有了这个新的基础工具箱，生物学 ( biology) 正在转变为一门定量和预测的学科。这场进行中的生物技术革命是这篇文章的一个中心主题。

有了这种令人难以置信的新能力，一个重要的问题也出现了：我们现在可以做什么，而放在以前是不可能的？

电镜下的免疫荧光三维细胞聚集体（类器官）图像，宛如星云，来自南加州大学 Mike Schumacher 博士。

从历史上看，开始研究一种新的生物体的遗传学和分子生物学的工作一直是一个艰巨的挑战。正因为如此，研究人员将自己组织成模式生物（model organisms)群体。多年来，研究人员已经为大肠杆菌和果蝇 D.melanogaster 等模式生物开发了共享的分子工具集和资源。悉尼-布伦纳（Sydney Brenner）在他的诺贝尔奖演讲《自然给科学的礼物》中强调了研究 C. elegans 蛔虫的工具箱对他的工作是多么的重要。

现代科技从根本上改变了这个等式。我们用于快速阅读、书写和编辑 DNA 的工具在整个生命树上（范阳注：这意味着生命科学领域新的工具的进步，也将打破过去传统理解的生物学物种之间的研究和工程改造边界）都是高度可移植的。我们有了新的发现自然界奥秘的能力，可以大规模地扩大我们对全新的生物体（new organisms) 和生物表型 (phenotypes) 的探索。我们可以重新对自然界进行广泛的研究，这次是在分子水平上进行研究。像哺乳动物的冬眠、裸鼹鼠的奇异长寿能力，或非洲鳉鱼的暂停生命进入休眠（suspended animation) 等令人难以置信的特征，现在可以通过基因组的细节进行分析。

这种对整个生命树上不可思议的生物体和生物表型的重新探索可以被广义地称为极端生物技术（Extreme Biology)。

生物学即将进入人工加速进化时期。

极端生物学是最有希望做出全新发现的研究方向之一。当我们冒险超越目前大多数科学研究所在的狭窄的生物集合时，低垂的果实可能会更加丰富。研究极端的表型（extreme phenotypes)，如抗癌、长寿和冬眠，可能会导致生物医学方面新的洞察，而这在今天的科研领域越来越难发生。新的分子层面的工具，比如GFP、Taq 聚合酶，甚至 CRISPR，都是已经从自然界的生物中发现的，当我们从 "模式生物” 范式（model organisms) 过渡到 "作为技术的生物体 "（organisms as technology) 时，可能会发现全新的工具。

这篇文章是与 Boom Capital 和 Fauna Bio 合作研究过程的结晶。Boom Capital 的创始人 Cee Cee Schnugg 在作为投资者探索和支持这一领域后提出了极端生物技术（Exteme Biology) 这一术语。Fauna Bio 的团队一直是将比较基因组学应用于药物发现的先驱。我们一起试图综合一些核心概念，以了解极端生物技术的世界，人们目前正在研究什么，以及未来事情可能的走向。

范阳注：Boom Capital 这家旧金山的新锐早期投资基金有着有远见的投资主题：以顶级研究者，社群文化和社会影响力驱动的投资系统。

这里是我们要研究的地方:

• 模式生物体研究范式
  The model organism paradigm
  
• 实现极端生物学的技术
  The technology enabling Extreme Biology
  
• 目前的探索
  Current exploration
  
• 案例研究:  Fauna Bio
  Case Study: Fauna Bio 

让我们开始！ 

模式生物体研究范式

The model organism paradigm

在生命科学的历史上，挑选合适的生物体进行研究的重要性怎么强调都不为过。生物体的选择是一个多目标的优化问题。生物体除了必须具有你所关心的性状外，还必须是实验上可操作的。当孟德尔为现代遗传学奠定基础时，他需要一种具有视觉上可检测到的可遗传性状的生物体，并且可以很容易地种植和杂交。为此，他选择了豌豆。

孟德尔和他的豌豆实验。

豌豆被证明是一个非常重要的选择。他有一个简单的系统，可以用来反复测试关于遗传的基本规则的预测，作为一个单独的个体，不需要复杂的仪器设备。虽然孟德尔没有现代生物实验室，但他确实有充足的时间。多年来，他不厌其烦地在他的豌豆地里用人工劳作量化各种性状的传递。因为选对了一个很棒的生物体，孟德尔几乎是独立开创了遗传学这个领域。

孟德尔的一页笔记。

从该领域的创立开始快速前进，生物体选择一直是遗传学的核心部分。在了解了孟德尔遗传的基本规律后，出现了一个核心问题：生物体究竟是如何保持并跨代传递这些遗传性状的？在解决这个问题时，出现了一个意想不到的英雄：黑腹果蝇（Drosophilia melanogaster)。

在20世纪初，哥伦比亚大学一位名叫托马斯-亨特-摩根 (Dr. Thomas Hunt Morgan) 的教授开始开发突变和杂交果蝇的方法。其基本目标是能够快速识别和追踪跨种群的可遗传突变体（heritable mutants)。同样，选择这种黑腹果蝇也远非随机选择。黑腹果蝇可以快速繁殖、变异和杂交。遗传性状可以用简单的设备快速观察和计算。

托马斯-亨特-摩根博士（Dr. Thomas Hunt Morgan) 的果蝇室，1914年。

在哥伦比亚大学的果蝇室里，摩根和他的团队能够利用果蝇来找出关于遗传的物理基础的关键信息。通过他们的实验性杂交和仔细计数，他们意识到一些性状的遗传性 -- 也就是它们的背后的突变 -- 是相互关联的。这意味着必须有一些物理分子将两种突变联系在一起。在双螺旋分子被发现的几十年前，在人类基因组计划开始的近一个世纪前，摩根和他的实验室已经发现了遗传的染色体基础。

由于这一实验系统的成功，黑腹果蝇成为遗传学领域最受欢迎的模式生物之一（也是人类研究的最彻底的模式生物之一）。来自世界各地的科学家们开始培育杂交果蝇和繁殖他们。突变体品系（mutant strains) 被编入目录并共享。科研资源、研究工具和协议被开发出来。果蝇作为一种模式生物成为实验生物学中规模最大和最有成效的统一工具之一。

基于这一早期的成功，深刻的路径依赖在今天仍然可以看到：一个多世纪后，果蝇仍然是研究最广泛的模式生物之一。与随着更多用户的加入而增加社交媒体平台效用的网络效应类似，模式生物社群随着更多科学家的加入一种模式生物研究而受益。

网络效应。

黑腹果蝇不是唯一的例子。随着分子生物学 -- 后来的 DNA 测序和基因组学--的上线，同样的网络效应也出现了。建立新的分子工具的艰苦工作被分配到专注于特定模式生物的科研社区。由于早期 DNA 测序的难度、时间和成本，任何参考序列 -- 更不用说参考基因组 -- 都成了宝贵的共享资源。

现在，生物体选择的计算方法已经发生了根本性的改变。同样，生物体选择是一个多目标的优化问题。历史上，正在研究的性状，如遗传及其物理基础，允许选择几乎任何生物体。在没有复杂的测量或扰动工具的情况下，明显的选择是选择最简单和最易操作的生物体。豌豆、果蝇和蠕虫一直是理想的选择。现在仍然是这样吗？

有了现代的 DNA 测序，如果我们想研究人类性状的遗传学，难道我们不应该从人类开始研究吗？在《自然给科学的礼物》的结尾，Brenner 说："尽管我认为我们不再需要人类生物学研究的模型系统，但 C. elegans 将继续产生富有成效的发现和见解。

这种观点在今天的实践中可以看到。我们正在收集大规模的人口规模的数据集，如英国生物银行（UK Biobank) 和 "All of Us "计划。这些资源是现代人类遗传学的关键燃料。通过新的实验系统，如诱导多能干细胞、类器官和人性化实验小鼠，我们的目标是更准确地再现人类的特征。

极端生物学会将这一重点翻转过来。

与其将我们的关注点缩小到一小部分人类相关的系统上，不如利用我们新技术的强大力量，从根本上将我们的探索范围扩大到整个生命之树上，这样会怎么样？如果我们专门研究自然界丰富不同的生物体与我们人类的生物学的惊人差异，而不是让这些生物系统当作人类系统研究，会发生什么？我们可以从这种方法中发现什么新的分子工具和对人类健康的深刻洞察？

实现极端生物技术的技术

The technology enabling Extreme Biology

好吧，让我们承认，更广泛地研究生命之树听起来确实是个好主意。为什么现在追求这一目标实际上更具有可操作性？你可能已经猜到了，但这个故事是从DNA 测序开始的。在《自然界给科学的礼物》中（我希望我说服你去看讲座视频或阅读记录），布伦纳 Brenner 再次观察到 : 

这项新技术将遗传学从生物体繁殖周期的暴政中解放出来，原则上，现在可以应用于任何生物体。它的力量来自于 DNA 的特性，这使得它能够在简单的微生物中分离、扩增和表达，也来自于 DNA 测序的独特性，这项技术使我们能够从任何来源的 DNA 中提取基本信息 -- 核苷酸的线性序列：病毒、微生物、植物和动物，以及可以复制进入 DNA 的分子。

在2002年，Brenner 就对 DNA 测序的通用技术力量有了这一见解。在此后的时间里，该技术的改进速度甚至超过了计算机工程的摩尔定律: 

该图显示了以研究人员罗布-卡尔森( Rob Carlson ) 命名的卡尔森曲线 (Carlson Curves)，他观察到基于 DNA 的技术一直在指数级地提高能力。值得注意的是，书写 DNA，也就是DNA合成，也是一项极其重要的技术，在整个生命树上同样可以移植。它是许多测量和扰动技术的重要组成部分，正如我之前所详述的。

仅仅是 DNA 测序就已经改变了我们对生命系统的研究方式。元基因组学（metagenomics) 这个新领域就是一个强有力的例子。我们现在可以对从环境中或诊所里收集到的样本进行测序，并对其所包含的全部 DNA 进行测序--与样本具体所来自什么种类的生物体无关。在测序之后，有可能分析得到来自哪些物种，甚至是整个基因组的信息。元基因组学已经重塑了对微生物和病毒的进化和功能的研究。

但这个故事并不只是以 DNA 测序和合成结束。Arcadia Science 的一篇文章很好地总结了这一点，它说："我们正处于科学史上一个令人难以置信的时刻，用于获取和探索不同物种的一系列不同但互补的技术正在迅速成熟，包括基因组测序、基因编辑、显微镜、质谱分析、系统基因组学、机器学习，以及很多很多其他的。"

我们强大的测序仪、显微镜、光谱仪和计算机对它们用于分析的生物体没有具体种类的要求。我们从来没有像现在这样拥有更好的装备来扩大我们在整个自然界的研究。测序、超级计算机和改进的排列算法现在可以描绘出生物体之间进化关系的全球图景。我们的基因编辑技术和来自生物化学和成像的工具可以提供必要的分辨率，以放大我们想仔细观察的进化树的新部分。

目前的探索

Current exploration

极端生物技术现在处在什么阶段？一些学术领域已经优先考虑建立新的模型，可能更好地回答他们最根本的问题。一个值得注意的例子是衰老研究领域的新系统的数量。实验室已经合作为具有极端年龄相关表型的生物体建立了工具，如裸鼹鼠，它表现出抗癌性和啮齿类动物的特殊寿命长度。在光谱的另一端，非洲鳉鱼（African killfish)是可以人工饲养的寿命最短的脊椎动物，使其成为快速进行老化功能研究的理想选择。

虽然学术界探索极端生物体和表型的努力确实存在，但要想有更快速的进展存在着体制障碍。即使有新的技术，极端生物技术的前期成本也比继续现有的既定模式生物的工作要高。在一个决定如何分配资源时主要评估个别实验室已经发表过的工作的科研评定系统中，资助这种类型的工作可能具有很大挑战性。

重点研究组织（FROs, Focused Research Organization）是解决这类资金缺口的一种方法。FRO 的主旨是消除快速进展的瓶颈，这些瓶颈是我们目前资助和组织科学研究的方式所造成的。Cultivarium 是首批启动的 FRO 之一，致力于极端生物技术。他们的使命是帮助人类 "获得生物圈的遗传学超能力"。为此，他们专注于开发开源工具和技术，使其更容易培养和设计新的微生物--鉴于微生物世界一直是新分子工具最丰富的来源之一，这是一个重要的战略。

生物体的不同的成熟程度水平（ORL）。Cultivarium 专注于 2-5 级。

Cultivarium 生产的工具可能会进一步减少实验室挑选新生物体进行研究或工程的激活能量。然而，还有另一个因素正在加速极端生物技术（Extreme Biology) 的发展 -- 在探索新的生物体和表型方面有直接的商业转化潜力。

极端生物技术有几个明显的商业机会。

首先，在作为生物科技的最重要的阵地之一：生物制药 therapeutics。极端生物技术准备加速发现新的药物目标，以及新的分子和模式。

从目标的角度来看，有相当多的证据表明，具有疾病关联遗传证据的药物目标获得批准的可能性是普通药物的两倍。通过在比较和功能基因组学方面撒下更大的网，Fauna Bio旨在发现更多具有遗传证据的高度特异性目标（关于Fauna Bio 的更多信息即将公布）。另一家名为 Variant Bio 的初创公司正在努力利用基于类似原理, 进行特殊人群的定向测序。

在极端生物技术的分子和模式领域，有相当多的商业活动正在发生。这种战略有一个强有力的历史先例 -- 我们的许多最重要的药物就是这样被发现的。据估计，在 1983-1994 年间，39% 的新批准药物是天然产品或从天然产品中提取的。这个数字对于抗菌和抗癌药物来说甚至更高，其中 60-80% 是来自天然产物。

一些最主要的重磅药物最初是在植物、微生物和动物中发现的。仅在美国就产生了近 250 亿美元的年销售额的他汀类药物（Statins) 最初是在真菌中发现的。动物也是有效药物的丰富来源，ACE 抑制剂是在蛇毒中发现的，而GLP-1激动剂则来自蜥蜴毒液。显然，由生物体合成的化学空间是巨大的，而且富含生物活性。尽管如此，制药业从 20 世纪 90 年代开始从使用天然产品转向合理设计 -- 即根据对目标的了解来进行分子的化学设计。

这种转变与几个因素有关。现在，一些有前途的公司正在利用极端生物技术的新工具，加速向探索大自然丰富的化学空间转变。

Enveda Bio 生物科学公司的目标是重新挖掘强大的药物来源，它正在建立一个结合代谢组学和人工智能的平台，以加速从植物中发现新药的速度。

Hexagon Bio 生物技术公司的目标也是 "将大自然的 DNA 转化为新药"，但正聚焦在通过微生物基因组空间寻找小分子抑制剂。

鉴于微生物发现的丰富历史，有几家公司同样专注于元基因组发现。Basecamp Research 正在为新的蛋白质产品建立一个微生物发现平台，并在本周刚刚宣布他们的 A 轮融资。Wild Biotech 正在努力建立一个大规模的野生动物微生物组数据库。Metagenomi 已经建立了几个知名机构的合作伙伴关系 -- 包括与 Moderna 的合作，以扩大他们在微生物基因组中寻找用于基因编辑的新型核酸酶。

Basecamp Research 联合创始人 Glen Cowery 在冰岛收集野外生物新样本的照片，来自《福布斯》最近对其 A 轮融资的报道。

另一家向大自然寻求灵感的公司是 Peel Therapeutics。Peel Therapeutics 的目标是将进化的解决方案转化为药物。他们管道中的一个项目是基于我最喜欢的极端生物技术的例子 -- 基于 P53 的大象的抗癌性（cancer resistance in elephants based on p53)。

所有这些公司都在利用自然界令人难以置信的力量来加速治疗的发现。一个关键的主题是，这些公司正在利用强大的新技术来消除天然产品发现的瓶颈，而这些瓶颈使得向合理设计的过渡似乎是值得的。

生物医药市场的巨大规模为生物产品的开发产生了强大的引力。任何生物技术企业家都能听到远处有海妖在唱重磅药物的歌。尽管如此，生物技术是解决我们许多最紧迫的地球问题的理想技术，有许多诱人的非医药市场渴望新产品和解决方案。

21世纪的一个主要全球问题是如何适应气候变化，同时养活不断增长的人口。极端生物技术准备在加强我们的食品供应链并使其更加可持续方面发挥重要作用。有几家公司直接专注于使用来自大自然的解决方案来改善农业生产。位于英国的初创公司 Wild Bio 旨在探索野生植物的遗传学，以寻求提高作物产量的新方法，并促进千兆级的碳减排战略。最近一家名为 PunaBio 的IndieBio 孵化出来的公司正在开发一种基于嗜极微生物的新种子处理方法，以扩大农作物的生长环境范围，同时提高其产量。

面向消费者的生物产品是生物经济中一个不断增长的部分 -- 也是对新型生物体进行更广泛探索的另一个领域，将发挥重要作用。不断增长的植物性食品市场将受益于像 Prose Foods（ Boom Capital 投资的一家令人兴奋的公司）这样的初创企业，他们正在加速寻找新的植物蛋白，以改善消费者体验、健康益处和这一产品类别的可持续性。

自然界的设计空间远远超出了食品的范围。在大型既有市场中存在着切实的机会，如价值 5000 亿美元的美容和护肤品行业，Seaspire 公司正在重新利用发色团(chromatophores) 来制造更好、更安全的防晒霜和护肤产品。像Checkerspot 这样的初创公司也旨在通过对微藻和其他微生物的工程设计来制造全新类型的生物材料。历史发生过的告诉我们，新材料可以带来全新的产品和尚不存在的市场。

范阳注：延伸阅读 告别石油时代，新材料的范式与物质世界变革。（一）

这里强调的一系列公司绝不是商业极端生物技术努力不断增长空间的已知地图。然而，注意到具体的例子有助于揭示这样一个事实：从整个生命之树中重新利用新的自然解决方案的通用战略，将超出任何单一现有的商业市场规模。

案例研究：Fauna Bio

Case Study: Fauna Bio 

让我们将仔细看看 Fauna Bio 这家公司，更细致地分析一个极端生物技术公司的样子。Fauna Bio 正在建立一个平台，利用非凡的基因组学促进人类健康。

范阳注：原文的作者 Elliot Hershberg 是 NotBoring 的投资分析专家，NotBoring 的特别之处就是他们既是一个早期风险投资基金，更早期的时候是一个科技分析媒体平台，所以他们的策略是会投资一家公司并且帮助讲述这家科技公司的故事引起理解和传播。本文中引用的一部分创业公司也和NotBoring有投资或合作关系。

要了解这一愿景，重要的是要了解该公司的起源。当阿什利-泽恩德（Ashley Zehnder）-- 现在是 Fauna Bio 公司的首席执行官 -- 在从兽医到癌症生物学家的不寻常转变中，形成了这个创业想法的第一个内核。在 20 岁进入兽医学院后，阿什利走上了实现她童年梦想的快车道，从事动物医学工作。

阿什利作为住院医生，与迈克尔-肯特博士（现任 Fauna Bio SAB 成员）一起为一只红色的亚马逊鹦鹉进行化疗。

在2008年的金融危机市场崩溃中，兽医学受到了特别大的冲击。阿什利找到一份兽医学术领域的工作的几率实际上已降至零。由于不愿意放弃科学事业而完全在医疗诊所工作，她加倍努力，开始在斯坦福大学攻读癌症生物学的博士学位。即使在她的面试过程中，她也非常清楚，她作为兽医的经历为她提供了研究癌症的独特角度。

尽管在动物身上研究癌症具有历史意义 -- 罗斯肉瘤病毒，第一个被描述的致癌病毒，是在鸡身上发现的。她意识到，实际上没有任何工作是为了探索为什么癌症在不同动物身上表现得如此不同。正如阿什利所说，"狗身上的黑色素瘤与玉米蛇或兔子脚趾上的黑色素瘤的表现不一样。此外，生理学上也有明显的差异。鸟类容忍的辐射剂量比兔子或豚鼠高得多，但这是为什么？"

在她在在斯坦福大学的博士后研究期间，阿什利发现了同样兴趣的人。她的同事琳达-古德曼（Linda Goodman）-- 现在是 Fauna Bio 公司的首席技术官--也走上了自己曲折的科研道路，专注于人类以外的哺乳动物生物学研究。琳达天生喜欢量化研究，她倾向于群体遗传学和计算生物学，因为数学和统计学的工具可以用来揭示生物和进化模式。

在她的研究生工作期间，琳达做了仔细的遗传学研究，发现人类基因组中的基因缺失与低胆固醇有关。尽管她的发现在遗传学上很新颖，但有一个问题 --对胆固醇水平的影响太小，以至于不能作为药物的目标。琳达对此感到沮丧，她开始寻找机会，利用 "所有的进化--不仅仅是人类生物机制的差异--来启发疾病生物学"。通过更广泛地观察整个进化树，将有可能找到具有更大影响的变体和生物适应性。这个想法使她来到 Broad Institute，在那里200 Mammals Project 项目的成员，然后来到斯坦福，在那里她遇到了阿什利。

在阿什利探索非凡动物表型以了解人类疾病的愿景，和琳达在比较哺乳动物基因组学方面深厚的技术专长之间，Fauna Bio 的基础几乎已经确立了。但仍有一个悬而未决的问题：他们应该从什么样非凡的基因组开始？

在这里，他们的博士后同事凯蒂-格拉贝克（Katie Grabek）-- 现在是Fauna Bio 的 CSO -- 提供的数据使答案变得非常清楚。凯蒂在她的博士和博士后期间利用现代基因组学的工具来探索一个真正非凡的特征 -- 冬眠。小小的 13 线地松鼠怎么可能在体温低到足以杀死人类的情况下长期生存？

一只 13 线地松鼠的体温痕迹。这成为凯蒂成为冬眠生物学家的灵感。

事实证明，使冬眠成为可能的一些适应性也使心脏疾病成为可能。为了忍受体温和血流的如此大的波动，冬眠的哺乳动物已经适应了那些会导致人类心脏病发作和中风的条件。凯蒂发现的每一个关于冬眠的基因细节都对一个巨大的疾病类别具有翻译意义。

当阿什利、琳达和凯蒂联合起来时，Fauna Bio 就诞生了。该公司的广阔愿景是利用非凡动物的数据来改善人类健康。开始的数据平台是围绕冬眠生物学的转化潜力而建立的。自启动以来，Fauna Bio 已经构建了世界上最深入的冬眠测量生物库，在 13 个时间点收集了超过 22 种不同的组织类型（tissue types)。其结果是一个由转录组、蛋白质组和表观基因组组成的数据库 -- 总计超过 220 亿个测序读数 -- 在卡尔森曲线（Carlson curves) 确立之前，这对于一家新成立的公司来说是不可想象的。

所有这些数据都被送入一个计算平台，以搜索负责预防疾病的功能性基因网络。这些基因网络是对 30 多个物种（包括人类）进行广泛比较分析的基础，以确定它们是如何进化的。极端适应所依据的基因表达特征可以作为药物再利用（drug repurposing) 的平台，其目标是确定产生适应特征的现有分子。虽然化合物预测（compound prediction) 是一个起点，但该平台最终是不分模式的 -- 作为高质量基因目标的来源，可以用于小分子或生物制剂进行药物治疗。

利用他们非凡的基因组学平台，Fauna Bio 已经确定了几个有前途的临床前化合物 -- 针对心脏和肺部以及大脑的疾病 -- 并且已经与领先的学术和制药机构建立了伙伴关系。

Fauna Bio 生物公司是极端生物学有前途的转化战略的一个例子。通过利用现代基因组技术的力量，他们已经为一种具有独特的抗心脏病表型的新型和未被充分研究的生物体开发了一个世界级的数据平台。这些数据是一个计算引擎的燃料，该引擎将进化分析与机器学习结合起来，用基因证据确定新的药物目标。

最终，这些初始步骤代表了 Fauna Bio 公司愿景的一小部分。我们的目标不是无限期地专注于地松鼠或冬眠表型。Fauna Bio 正在建立的基础技术是基于基因组学和进化分析的力量。他们在非同寻常的生物体空间中寻找新的和高度特异的药物目标，这只是刚刚开始。（范阳注：同样的技术范式和工具箱也会被用于医药之外的新一代生物科技公司，结合自然界广泛已有的生物数据库，进化的研究方法和机器学习的能力。）

最后的想法

Final Thoughts

纵观生命科学的历史，开始研究一种新的生物体 -- 特别是在细胞和分子水平上，一直是一个严峻的挑战。出于这个原因，生物学家们在模式生物群落中组织起来以取得进展。现在，在后基因组时代，我们有一个令人难以置信的新机会来阅读、书写和编辑整个生命树的DNA。可能的探索空间已经迅速扩大。科学和商业机会也是巨大的。

我们看到新一代的生物制药公司的诞生，其重点是通过利用基因组学、合成生物学和计算科学的工具，找到大自然亿万年历史中已经发明过的解决方案 --跨越植物、微生物和动物。这种逻辑正在延伸到不断增长的生物经济的其他部分，在那里，实验室和公司正在利用新的生物体来超越开发现有产品的替代物。我们的目标是培养进化技术（cultivate evolutionary technologies)，使其超越我们目前可以工程设计的东西。

我的科技博客 The Century of Biology, 还有我在Boom Capital的朋友和 Fauna Bio的朋友，我们对极端生物技术的未来感到非常兴奋。如果你是在这个领域工作的科学家或创业者，我们很想听到你的意见。我们一直在寻求了解更多的实验室和公司在这一领域的奠基性工作。

我们正处于对自然界进行基因组学探索的最初阶段。虽然许多团体现在已经越过了传统的生物体的边界，但我们对生物圈的采样仍然非常稀少。极端生物技术旨在加速这一发现过程 -- 目标是发现大自然已经发明的突破性药物和生物性产品。

原文链接：

https://centuryofbio.substack.com/p/extreme-biology

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