2026-02-24   人工智能學家

進化用了38億年寫就的生命密碼，人類現在打算用算法重寫。

這不是科幻小說的設定，而是一個名叫"生成生物學"的研究領域正在做的事，而且進展速度，已經讓它的締造者們自己也感到震驚。

從"讀"基因到"寫"基因

人類理解生命密碼的歷程，有一條清晰的時間線。

上世紀末，人類基因組計劃耗時13年、花費約27億美元，才完成了人類基因組的首次完整測序。到2025年，測序一個人的全基因組已只需數百美元和幾個小時，AI模型隨後能夠在此基礎上預測基因序列與蛋白質結構之間的關係，進而推斷蛋白質的功能。這是一次從"讀"到"理解"的飛躍。

而現在，科學家正在向下一步邁進：從"理解"到"書寫"。

僅在過去一兩年間，研究人員就用AI輔助設計技術製造出了可在哺乳動物細胞中正常表達的人工基因，並首次用AI程序創建了一種完全合成的病毒。斯坦福大學開發的生成式AI工具已能預測地球上所有生命形式基因組所編碼蛋白質的形態與功能，這被認為是生物學領域的一個里程碑式進展。生成式AI還在設計基因編輯蛋白質方面超越了自然選擇的結果，在超過13000種此前未知的轉座酶序列中找到了比天然版本更高效的變體。

一旦滅絕，一個物種所擁有的獨特特徵組合就永遠無法複製。圖片來源：Francesco Riccardo Iacomino/Getty

2025年1月，科學界迎來了另一個歷史節點：歷經逾十年、跨越多個國家的合成酵母基因組項目宣告完工，最後一條合成染色體組裝完成，人類首次擁有了一個完整的合成真核生物基因組。同年6月，英國惠康信託基金宣布投入1000萬英鎊啟動"合成人類基因組項目"，明確目標是從零開始構建人類DNA的基本單元。

這條路走到這裡，已經不只是科學實驗，而是在叩問一個更深的問題：如果我們能設計生命，我們該設計什麼？

一個誘人的未來，和它藏着的單行道

生物化學家阿德里安·伍爾夫森在其新書《物種的未來》中描繪了這一技術最樂觀的圖景：一個"物種目錄"式的計算機數據庫，儲存着構建任意生命形式所需的全部信息，科學家可以像點菜一樣訂製生物體，讓它生產特定藥物、降解特定污染物、或者培育出不需要殺蟲劑的農作物。

但他同時也是這個圖景最清醒的審視者之一。

伍爾夫森指出，當前AI模型面臨一道幾乎無法繞過的難題：預測單個基因的表達如何影響其他所有基因，是極端複雜的。生物體的發育本質上依賴於環境，蜜蜂幼蟲因營養狀況不同而發育為工蜂或蜂后，人類孩童學習帶着父母口音的語言，這些特徵無法被壓縮進任何算法。"人工生物智能"，也就是能從零開始構建完整、可運行基因組的AI模型，目前仍是遙遠的願景，而非觸手可及的現實。

更深的隱患，來自一項已經進行了將近四十年的細菌進化實驗。自1988年起，研究者持續追蹤在相同條件下培養的大腸桿菌菌株，大多數菌株按預期演化，更高效地代謝葡萄糖。但2003年，其中一個菌株突然演化出代謝檸檬酸的全新能力，令所有人措手不及。後來的分析表明，這一轉變的命運早在實驗初期第一個突變發生時就已註定，那個菌株悄悄走上了一條與其他所有菌株截然不同的路，誰也沒有預見到。

這個案例讓伍爾夫森得出一個令人不安的推論：今天看似微小的基因組編輯，可能正在為某個譜系鎖定一條無法回頭的生物學未來。一旦研究者認定某條代謝通路"非必要"而將其剪除，這個譜系的所有後代將永遠失去它；過度的基因組設計，可能製造出無法應對未來環境變化的生物體，因為進化的空間已被提前關閉。

在合成生物學領域快速奔跑的同時，這或許是最值得反覆追問的一個問題：我們在設計未來，還是在不經意間關上未來的門？