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破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



有人問過古希臘哲學家泰勒斯一個問題:

什麼是最困難之事?


泰勒斯回答說:


認識你自己


文 / Mary

這句話在今天這個科技飛速發展的時代


仍然饒有意味:


人類的足跡已經遠至浩瀚宇宙間


深達海底近萬米


然而

即便人類在認識外部世界上


已經達到了前所未有的高度


當面對人類自身生老病死時


我們卻顯得依然渺小和無知


有很多至關重要的秘密尚未解開

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



但是這並不意味著生命的密碼不能破解


下面,就讓我們認識下

人類探索自身秘密的過程吧


首先,來認識人類的生命密碼之書


造人的過程可不是簡單的啪啪啪


通俗來講,一個生命的誕生


= 一些遺傳信息+一些原材料+能量


那麼這裡的「一些」遺傳信息


到底有多大呢?


如果裝在最大容量的U盤裡


這些U盤也能堆出一座小山來…


總之,製造一個生命的遺傳信息量


是現存世界上最大的「大數據」


這麼多的生命信息是如何儲存的呢?


聰明的大自然將其存儲在


一個很小的晶體中:DNA

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



科學家們巧妙地提取和展開DNA,


發現了其中蘊藏著的大量遺傳密碼


這個遺傳密碼由簡單的字母表組成:A,T,C,G(鹼基)


要組裝一個人,需要30億個字母


也許這個數字看起來比較抽象


沒關係,有個辦法可以讓我們認識到這個數字具體有多大


那就是將這30億個字母在紙上排滿列印出來


需總共列印26萬2千頁


450千克重

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



這些書籍字字珠璣


每一行字母都有其特定的意義


例如隨手翻出一本


AAG,AAT,ATA是其中一行中的一小部分


雖然看上去和天書一樣


但是其實這一小段密碼就決定了眼球的顏色


再看一段稍微複雜的


如第14號染色體上的:ATT,CTT,GATT


看上去稀鬆平常的幾個字母,


一旦缺少了其中的兩個,


就會導致一種可怕的疾病:


囊腫性纖維化(cystic fibrosis)


這種病目前還是不治之症

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



要知道這只是30億個密碼中的兩個字母發生了丟失


要是寫小說的話這點錯誤簡直無法察覺


可是對於人類生命密碼之書而言


一點差錯都不能有


這才是真的差之毫厘謬以千里

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



更為神奇的是,


每個人之間存在的差異


其密碼數量只有500頁


大約只是人體DNA總量的0.2%


所有剩下的密碼


人與人之間是完全一樣的


這真是驗證了陳勝的那句豪言壯語:


王侯將相寧有種乎?!


所以,從生物形態來說,


人與人其實真的沒有什麼差別

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



如何閱讀和使用這本生命的密碼之書?


注意,這套書可不像產品說明書那麼簡單。


需要擁有專業知識的專業團隊來破譯這些密碼


具體的破譯方法其實也不難:


一方面測序得到上千個人類基因組


另一方面通過3D掃描,核磁共振


建立一個超大的人類性狀信息資料庫

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



從基因組到外在性狀,


是密碼進行翻譯的過程


聰明的科學家在這個路徑中


設置了很多台虛擬的機器


並且對這些「機器」進行訓練


比如哪些字母控制了哪些性狀


訓練後的「機器」


就能理解和模擬基因組翻譯成性狀的過程

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



比如身高這一最常見的性狀,


就可以根據生命密碼來進行預測


目前能實現的預測在5厘米的誤差範圍內


再複雜一點的,


如和生活習慣有關的BMI指數也可進行預測


最終誤差大概在8公斤左右


還有上文所說的眼球顏色也能預測,


而且準確率能達到80%


而且,就連皮膚顏色,年齡等等,


都可以根據生命密碼進行預測

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



既然這些主要性狀都可以預測了,


那麼人的容貌是否可以被預測呢?


答案是:雖然有難度,但是已能實現!


下面是電腦根據DNA信息,


預測的人臉和實際的人臉對比,


你覺得,像還是不像呢?


反正小漫傻傻分不清…

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



讀懂這套人類生命密碼之書能幹什麼呢?


目前科學家已經可以初步閱讀並使用這套生命的密碼之書了


未來可以用這套密碼


破解以下秘密:


身體如何運作、


身體如何老化、


疾病如何產生、


癌症是如何出現和惡化的、


藥物,到底有沒有起作用、


又是如何起作用的…

破譯生命密碼之書:計算機已可以根據基因預測人的相貌



讀懂這套人類的生命密碼之書


最終將實現個性化精準醫療,


提高人類的健康水平


當然,路漫漫其修遠兮


目前對於人類的生命密碼只弄清楚了2%


也就是這套175冊的密碼之書中的區區4本


不過沒關係


科學技術


在某一方面一旦拉開序幕


只要方向和方法正確


就會加速朝目標前進


人類,終將破解基因的奧秘!


參考資料


http://www.ted.com/talks/riccardo_sabatini_how_to_read_the_genome_and_build_a_human_being


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