说起CAD,想必很多人都不陌生。CAD,全称计算机辅助设计,旨在通过计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。再通俗点说,CAD就是一个绘图软件,人们可以使用它绘制复杂的工程图、机械图、建筑图、电路图等。CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中,主要被用于产生和手绘的图纸相仿的图纸。而随着计算机变得普及,CAD的应用范围也逐渐变广。
现如今,CAD已经不仅仅用于绘图和显示,它也开始导入设计者的专业知识中更具“智能”的部分。近日,全球权威组织,人类基因组编写计划(Genome Project–Write,GP-write)宣布,他们即将发布一款基于CAD的全新基因编辑软件,将使大规模的基因组编辑和设计变得更加容易。
波士顿大学电气与计算机工程教授Doug Densmore博士是一家初创生物公司Lattice Automation的创始人,领导基因编辑CAD软件的开发。在接受媒体采访时,Doug Densmore博士表示,“新型基因编辑CAD软件的开发,有利于促进计算机科学和生物学的融合,可以帮助生物学家更好的进行生物研究”。同时Doug Densmore博士还表示,这款神奇的软件将于今年年底问世。
GP-write的目的是通过CAD等技术来辅助基因编辑,从而创造出全新的生命或全新的能力。在2019年发表的一篇论文中,GP-write的科学家曾提到过其愿景,“我们希望能创造出一种简单、友好的CAD辅助基因编辑程序,从而使基因设计更快、更便宜、更可靠”。
GP-write联合执行总监Amy Schwartz博士在接受采访时也曾表示,“一旦这种CAD软件问世,那么其对于医学、能源和材料行业的影响将是颠覆性的”。显然,要想做出这样一款CAD辅助软件,其难度远远超过目前常用的CRISPR等工具所进行的基因编辑。
经典的CRISPR基因编辑工具一般仅限于对人类DNA上单个碱基对的修改,而Schwartz博士的团队致力于帮助科学家超越这一局限,旨在从更高、更抽象的层面改造生命。例如,如果科学家想在生物体内通过添加某种新的代谢途径来创造新的蛋白质,则CAD可以自动将基因组上所有必须要更改的位置进行更改。
也就是说,未来人们可以不用在局限于单个碱基对的修改,而是直接通过这种CAD辅助基因编辑软件,在生物体内加上自己想要的功能。显然,一旦这种CAD辅助基因编辑软件问世,那么通过基因编辑创造新的生命将会变得非常简单。但是,如果有不法分子通过这一软件来合成各种致命病毒或者是生化武器,那么后果显然是非常严重的。
对此,GP-write表示,“对于涉及基因编辑和合成生物学的任何科研工作者来说,安全始终都是最重要的。GP-write保证,CAD辅助基因编辑的问世,一定会达到国际基因合成协会的最高生物安全标准。我们会将目前所有一直的危险DNA序列排除在外,防止用户制造危险病毒或生化武器。同时,我们还会检查细胞或有机体是否会以不受控制的方式增殖,避免环境问题。”
总体而言,CAD辅助基因编辑技术毫无疑问是一项伟大的工程,对于人类基因编辑技术的发展具有重要的推动作用。不过,任何一种新兴事物,我们都无法预测其带来的危害,因此在推广过程中必须慎之又慎。而未来随着CAD辅助基因编辑的不断完善,创造一个新生命或许真的会像画画一样简单。