當大家關注因發現青蒿素而獲得諾貝爾獎的科學家屠呦呦時，青蒿素能夠大規模制備還有幕后英雄——合成生物學，這就是生物制造“夢工廠”，人類可以像組裝機器一樣組配生物，擁有了造物主的超能力。
“瘋狂生長”的微生物
前幾天我在跟小朋友們做科普，我問他們這個世界長最快的生命是什么？答案是微生物，每隔30分鐘到1個小時的時間就可以復制自己一遍，也就是以2的N次方的方式增殖。第二天，我反過來想了想這個問題，其實這個世界上增長最快的生物是人，微生物只會量變，人從東非的草原開始走出來，遍布了全世界，創造了文明，建造了城市，甚至登上了月球，這種是一種質變。這個地球上哪還有其他的生物能比上我們的速度，今天我們探討的問題是科技可以把人類的未來，帶向何方。
回到微生物本身，大家有沒有想過味精是怎么來的，啤酒是怎么來的，所有的酒都有發酵的過程，用了五千多年的發酵技術本質上是微生物在做這種催化。由此催生出了味精產業，發明了抗生素、胰島素、玻尿酸等。微生物作為一個細胞工廠，幫他們去做的催化。你以為你喝的是酸奶，其實你喝是乳酸菌和他們的培養菌，這些乳酸菌你喝到肚子里，它并不孤單。人的消化道里有非常非常多的微生物。人體是由75%的微生物和25%的人類細胞組成的。微生物跟人的關系，比想像的要密切得多，它幫助人去消化各種各樣的東西、合成維生素，人的肥胖跟腸道微生物關系非常大，在相對比較長的時間內，人體內的腸道微生物都是穩定的。這些微生物甚至還能控制人的血壓，甚至控制人的情緒。
微生物跟我們的生活密切相關。這種關系自微生物存在開始就一直存在，這跟我們的未來又有什么關系呢？隨著人類對于微生物的認識越來越清楚，人可以代替造物主的工作去優化微生物，這就是合成生物學。
在合成生物學家的眼中，微生物體內代謝的遺傳信息并不是一個統一的整體，而是可以被拆分的一個非常復雜的工程化系統。把生命看作工程系統，像拼樂高積木一樣，給微生物增加新的功能，這就是合成生物學，代表了人類未來的一個非常重要的方向。
增加了新功能的微生物能做什么？
我舉的例子不是科學研究，而是實實在在的成果，有一個或者若干個公司在這個領域做創業。這就意味著它很快可以跟人的生活直接相關了，這七件事情未來最終的實現形態不一定就是這樣的路徑，但是合成生物學的解決方案會給它們提供一個可能的方向，未來誰也沒法預測，但是我們現在已經站到了一個時點，這個時點是我們可能通過這樣的方式去解決以下七個問題。
癌細胞。有很多藥物可以把癌細胞殺死，但怎么在殺死癌細胞的同時，不殺死常規的細胞，這是很難的問題。識別癌細胞是難點。所有的癌癥的治療方式都是在想辦法去精準地識別癌細胞。人體內如果有癌細胞的話，癌組織內部形成一個暫時的封閉環境，絕緣人的免疫系統，把一種益生菌，注入到人的體內，益生菌為了不被人的免疫系統殺死，會找一個避風港，最終它會找到癌細胞的內部，當我們給這樣的微生物加入一個可以釋放抗癌藥物的功能的時候，微生物會自己繁殖，一邊復制自己，一邊在癌細胞內部釋放藥物。只要癌細胞還存在，微生物就會找到癌細胞里面去釋放藥物，而它一邊釋放，一邊擴大自己。如果癌細胞消失了。這些微生物也死了，因為它沒有避風港，人的免疫系統會把它殺死。
污水。其實只要有人的地方，就會產生污水，主要問題是工業污水，引起了嚴重的環境問題。如果可以給微生物加一些功能，讓它去處理苯類物質、含有重金屬、含有抗生素污水，那么這所有的污水就可以分門別類的被快速處理。
化肥?？諝庵?0%都是氮，但是它是氮氣的形式存在，而農作物生長需要氮肥。有一些微生物是可以做氮的固定，把氮氣變成氮肥，但是它們通常需要在厭氧的環境下，所以一般的植物用不了，給一些耗氧的微生物加上固氮的功能，進入到植物的根系里幫植物去固氮，這時候我們就不需要給植物施氮肥了。
塑料。塑料是二十世紀在材料學領域的一個大發明，但是它產生了非常嚴重的環境問題——白色污染。塑料化學結構非常穩定，微生物吃不掉它也就難以降解，微生物可以合成跟塑料很像的天然高分子材料，代替傳統的塑料。你把它扔掉之后，微生物會把它吃掉。我們就可以告別塑料污染。
藥片。腸道微生物在我們的肚子里，完全可以優化它們，幫人去合成藥物，定時分泌分泌藥物。如果你是一個糖尿病患者的話，未來你的腸道微生物，可能可以讓你在你可以控制的時候，去幫你去合成胰島素。
合成生物學不僅能應用在微生物的領域，還能應用在高等動物的領域。人有時候器官損壞了，需要器官移植。但最大的問題是供體不足。如果可以用豬做人器官移植的供體的話，那么供體不足的問題，不就可以解決了嗎？但是豬的器官移植到人體內，會有特別嚴重的排異反應。有些團隊給豬的基因組做基因的編輯，把上面會對人做造成特別嚴重的排異反應的基因片段刪除掉，這樣的豬植入到人體內，排異反應就是完全可控的了。
新技術從實驗室走向市場
把這些例子變成現實的技術平臺包括三部分：第一部分是設計微生物和數據處理的信息化平臺；第二部分是自動化的微生物鑄造廠；第三部分是一個生物制造技術平臺，在可控的條件之下快速地復制。
當我們有了這個技術平臺之后，我們就要找一個產品作為實驗，在中國大陸陸地最低點——新疆維吾爾自治區吐魯番市艾丁湖，這是中國極端最高氣溫記錄點，鹽湖鹽的含量是海水的六倍，這里的微生物可以在特別極端的環境下，快速的復制自己。
我們把它拿到實驗室，放到投射電子顯微鏡之下，它是圓圓的一小個，我們給它加了一個功能，就是要讓它盡最大的力量把周圍的養分吸收過來，這些養分變成塑料，聚集在他的體內，就是塑料的原料，這種叫做PHA的天然高分子材料就是塑料的完美替代品，把它放到清水里，它自己破掉，把塑料釋放出來了，就是面粉一樣的小顆粒，然后加工成塑料制品。這就是藍晶微生物的團隊在做的事情，可把PHA的生產成本降到非常低的一個水平，實現PHA大規模替代傳統的塑料。
合成生物學就是人類要借助造物主之手，暫時接管它的工作。雖然人類已經慢慢的有了這樣的能力，但是我們要注意在發展科技的同時，要學會尊重世間萬物，當人類掌握了越來越多的技能的時候，其實是相對危險的，既要努力發展我們的能力，又要注意平衡這些能力，跟自然的關系。我們要學會帶著敬畏之心，去看待世間萬物，謝謝大家！
Q：當人類有可能接管造物主的能力的時候，萬一這個技術失控的話會怎么樣，電影片段中的生化危機是否真的會出現嗎？
A：我覺得是人類的偉大之處，就是一方面我們在努力的發展新技術，另一方面又花了很多時間去解決掉這些新技術帶來的新問題。生物技術發展最危險的地方，可能是在于病毒和細菌這些生物武器，它們有非常強的傳染的能力，這個可能是最危險的。但事實上現在人們已經可以去很快速地控制世界上最危險的傳染源了，新技術帶來的新挑戰這就需要整個社會要去關注這樣的問題，然后要去想辦法解決它，但是不能因為我們擔心這樣潛在的危險就不去發展技術。
