小編在上篇文章《霍金遺作認為：未來社會真正拼的是超能力》探討了基因技術對未來人類形態和社會的影響，當時在文章中提到了第三代基因編輯技術——CRISPR技術，這種技術是目前最火熱的基因編輯技術，另外，小編還在文章中把人類擁有超能力做了一個難度區分。其中0級是普通人，1級是簡單拼接基因就可以實現的超能力，2級是需要強化現有基因可以實現的超能力，3級是需對基因進行編程才能實現的超能力。

而今天小編想聊的就是能開發3級超能力的基因編程技術。

基因技術的發展脈絡

基因技術是人類目前掌握的一項最為強大的技術，一旦完全掌握並融匯貫通，那麼人類將成為地球生物圈的「上帝」。

孟德爾修士

開啟大門

提到基因技術，不得不提到一個人那就是奧地利帝國生物學家孟德爾，從1856年開始，他對豌豆研究了8年（除了遊戲玩家總喜歡用豌豆來阻擋一大波殭屍的進攻，小編實在佩服一個男人能喜歡上豌豆8年，這才是真正的科學品質）。

期間，他跑了許多種子商店，搞到了34個品種的豌豆種，然後再從這34個品種中挑出來22個品種進行試驗。為什麼挑22個呢，因為這22個擁有著可以相互區分的穩定性狀，例如高莖豌豆和矮莖豌豆（就像人類中的高個子和矮個子）、圓粒豌豆和皺粒豌豆（就像人類中的帥哥和屌絲）、灰色種皮和白色種皮（就像人類中的黃皮膚和白皮膚）等等。

然後孟德爾培植這些豌豆，並讓它們相互雜交繁衍了好多代，然後，統計並分析這些性狀的比例，他最終發現了「孟德爾第一定律」（即孟德爾遺傳分離規律）和「孟德爾第二定律」（即基因自由組合規律）。孟德爾也被稱為遺傳學的奠基人、現代遺傳學之父，但是由於他的理論太過超前，一直埋沒了43年，他和他的理論才得到認可。

美國遺傳學家摩爾根

這之後，美國遺傳學家摩爾根這個從小喜歡掏鳥蛋、抓昆蟲的生物學家，於1908年開始對果蠅進行遺傳研究，通過在自己的「蠅室」用幾千個牛奶罐培養出了千千萬萬隻果蠅，他最終發現染色體就是基因的載體。

沃森和克里克和DNA雙螺旋結構

當然，孟德爾和摩爾根雖然通過實驗發現了遺傳的奧秘，但是他仍然不了解基因的本質和結構，直到1953年沃森和克里克發現了DNA分子的雙螺旋結構，現代基因技術的大門才算真正對人類開啟。

初探奧秘

染色體、DNA、基因的關係

到現在為止，人們終於捋清了這個脈絡，生物的遺傳物質是染色體，而染色體只是一個框架，真正決定生物性狀的是染色體上纏繞的DNA鏈，而DNA鏈的基本單元就是一個個的核苷酸序列，一段這樣的核苷酸序列共同決定生物的某個性狀，它們被稱為基因（遺傳因子）。

所以，人類於1990年啟動了由多國科學家共同參與的預算30億美元的人類基因組計劃，直到2003年，這個計劃的測序工作才完成，雖然這個工作很艱難，甚至與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃並稱為當時的三大科學計劃，但是該計劃最終也僅僅完成了基因科學的第一步，也就是閱讀DNA。

修修補補

既然，基因組的測序已經完成，人類能夠讀懂DNA了，那麼人類就想對其進行修改編輯，過去幾年，先後出現鋅指核酸內切酶（ZFN）和類轉錄激活因子效應物核酸酶（TALEN）兩種基因編輯技術, 它們在基礎研究、基因治療和遺傳改良等方面展示出了巨大的潛力。

但在2012年，一項全新的基因編輯技術CRISPR/Cas9技術問世，迅速受到科學家青睞，因為這項技術相比前兩項技術有著成本低、製作簡單、快捷高效的優點，它被認為是能夠在活細胞中最有效、最便捷的「編輯」任何基因，可以實現基因敲除、特異突變引入、定點轉基因等目的。

基因編程

雖然出現了CRISPR/Cas9這種強大的工具，但是基因技術的終極目的顯然不是修修補補這麼簡單，於是科學家將目光投向了終極的基因技術——基因編程，科學界也叫基因組合成技術。

這門技術顧名思義原理就與電腦編程相像，其實現過程就是將生物基因代碼公式化，進行編輯和重組，最終像編程一樣打造全新的基因，並由「生物體」執行其程序代碼。

簡單說就是以前的基因編輯像嫁接樹木一樣，將幾段現成基因拼接到一起，你可以給一個基因添加一個新特性或者修復一個壞掉的基因，這種改變通常比較微小；但是基因編程則可以從頭構建一個全新的基因組。

舉個例子，拿我們瞳孔的顏色和形狀來說，我們現在的基因編輯只能讓你在幾種人類的瞳孔的顏色和形狀中選擇，比如黑色和淺藍色，但是基因編程最終甚至允許你產生紅色、紫色等顏色的瞳孔，甚至讓你的瞳孔形狀也變得五花八門。

基因編程時代已經來臨？

近年來，美國一家致力於基因工程的公司，正在研發一種被稱為DNA合成器的機器，目前，他們已經可以使用類似於Microsoft Word的DNA代碼編輯軟體在筆記本電腦前做基因工程。比如你編輯了一段遺傳密碼，然後輸出到印表機，該印表機採用DNA的構建模塊，將它們的菌株通過某種技術在一起，從而形成你寫的DNA分子。然後你可以把它插入一個單元格來重新編程。

但是，該公司也承認，受目前列印DNA並將其組裝的技術的限制，他們的技術還比較粗糙，但是他們對前景很樂觀，因為基因組合成技術已經發展了很多年。

早在2002年美國紐約州立大學石溪分校的E.Wimmer小組就已經用3年時間合成出了脊髓灰質炎病毒的全基因組，約7.7Kb，而且經過實驗證明，這些人工合成的病毒基因組不僅可以合成出與天然病毒蛋白完全相同的蛋白質，而且具有侵染宿主細胞的活力。

絲狀衣原體細胞

2010年， J·克雷格·文特爾領導的JCVI合成基因組學研究小組將人工設計、合成、組裝好的包含一百萬個鹼基對的絲狀支原體基因（一種細菌）移植入受體細胞中，一段時間後，該移植細胞完全由合成的基因組控制，這個細胞也被稱為「Synthia」。

「Synthia」細胞基因信息中添加了水印信息

「Synthia」細胞表現出與野生型一致的表型，唯一不同的是，它的基因組是化學合成得到的，基因組序列中除了包含野生型基因組的信息外，還添加了 4個水印序列，其中記錄了JCVI小組人員名字、研究所名稱以及一些名言。

目前，世界上領先的基因合成項目是從頭開始製作酵母菌的基因組（ 由1200 萬個鹼基對組成），這個項目因該在今年能夠完成。

一旦，基因合成技術也就是基因編程技術高度發展之後，那麼人類將可以設計和構建一個真正的完整的基因組，我們甚至可以從頭開始對植物重新編程，甚至編寫包括人類在內的動物基因組。

未來展望

基因編程技術可以說是一項上帝技術，要知道從海底生物到細菌，再到非洲草原上的所有動物，這種難以置信的多樣性都來自於一種基因編程語言，我們可以都可以訪問到相同的基因代碼，解讀他們的意義。

屆時，我們將可以修改現有物種，讓它表現任何我們想要的性狀，我們可以讓人頭生長到馬身上，可以製造出真正意義上的馬人、鳥人、人魚，我們甚至可以設計、創造一種全新的物種。

設計生命甚至有可能和現在平面設計師一樣成為一種職業，供職於大的生物製造公司。

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