就好像独立的技术发展得还不够快一样,我们处在一个必须研究这些技术的交叉点的时代。发生了什么机器人受3D打印的影响?将量子计算的最新进展应用到纳米技术上会有什么可能?

沿着这些路线,一个关键的技术交叉点是人工智能和基因组学。每个字段都在看不断进步,但是迭起相信正是它们的融合将真正推动我们进入未知的领域,甚至超越我们在科幻小说中的想象。他说:“在我们固有的生物学局限性和我们的抱负范围之间,将会有这种推拉,这种竞争。”

梅茨尔是大西洋理事会的高级研究员,也是即将出版的新书的作者《黑客达尔文:基因工程与人类的未来》奇点大188金博宝进不去学指数医学会议上周,他分享了自己的见解on基因组学和人工智能,在哪里他们的融合可以带我们。

《我们所知的生活

梅茨尔解释了基因组学是如何从缓慢发展到迅速发展的。1953年,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克确定了双螺旋DNA结构,并意识到碱基对的顺序持有了遗传信息的宝库。作为一本生命之书,我们发现了这样的东西。

2003年,当人类基因组计划完成后(花费了13年和27亿美元),我们了解了基因组的30亿个碱基对的顺序,以及染色体上特定基因的位置。生命之书不仅存在,我们还知道如何阅读它。

迭起,指数医学

15年后,到了2018年,植物、动物和人类的精确基因编辑正在改变一切,并迅速将我们推向一个全新的前沿。别再读生命之书了,我们现在正在学习如何书写生命之书。

“可读,可写和可拍的,清楚的是,人类识别出我们是另一种形式的信息技术,就像我们已经进入了这种指数曲线的发现曲线一样,我们将与我们自己有那么多,”Metzl说。“它与AI革命相交。”

学习生活遇到机器学习

在2016年,DeepMind的AlphaGo计划拆除世界上的顶级游戏。2017年AlphaGo零与AlphaGo不同的是,AlphaGo Zero并没有使用之前人类的围棋游戏进行训练,而是简单地接受了围棋规则的训练,并在4天内击败了AlphaGo程序。

当然,我们自己的生物学比围棋复杂得多,而这,梅茨尔说,是我们的起点。他补充说:“我们试图理解的自己的生物系统是非常复杂的,但非常重要的是,它不是无限复杂的。”

为我们的生物学获得标准化的规则 - 以及最终,甚至可能会超越我们的生物学 - 将需要基因组数据。很多。

多个国家已经开始提供这些数据。英国国家医疗服务体系最近宣布了一项计划序列的基因组五百万英国人的未来五年在美国我们所有的研究计划将序列一百万年美国人。中国是排序其人口的最具侵略性,目标是将所有新生儿的一半汇流在2020年。

“我们将获得这些大规模的测序基因组数据池,”Metzl说。“真正的黄金将来自于将人民的测序基因组与其电子健康记录进行比较,并最终成为他们的生命记录。”让人们舒服地允许开放访问他们的数据将是另一件事;Metzl提到卢娜DNA其他人有助于帮助人们对其私人信息同意的策略。但这是中国缺乏隐私保护的地方可能最终成为一个重要的优势。

Metzl说,为了在规模上比较基因型和表型,首先是数百万,然后是数亿,最后是数十亿,我们将需要人工智能和大数据分析工具,以及远远超出我们现在拥有的算法。这些工具将使我们从精准医学转向预测医学,准确地知道不同疾病将在何时何地发生,并在它们开始之前将其关闭。

但是,梅茨尔说:“随着我们解开自身的基因,它将不仅仅是关于医疗保健。它最终将是关于我们作为人类是谁和什么。这关乎身份认同。”

设计师婴儿和他们的婴儿

在梅茨尔看来,我们基因组知识最重要的应用将是胚胎选择。

目前,体外受精(IVF)程序可以提取大约15个卵子,使其受精,然后进行着床前基因测试;目前已知的是单基因突变疾病和头发颜色、眼睛颜色等简单特征。当我们接触到数以百万计乃至数十亿的人的序列时,我们将掌握这些基因如何工作的信息,我们将能够做出更明智的选择,”Metzl说。

想象一下2023年去一家生育诊所。你给一个皮肤移植或血液样本,然后使用体外配子发育(IVG) -不孕症被诅咒你的皮肤或血细胞被诱导成为卵子或精子,然后两者结合形成胚胎。由人工配子产生的几十或数百个胚胎,每个胚胎都有几个细胞,这些细胞被测序。序列会告诉你特定的特征和疾病状态的可能性,胚胎被植入并足月。梅茨尔说:“只要有了遗传基础,我们就能越来越准确地预测这个潜在的孩子将如何成长为人类。”

他补充说,这可能会导致一些疯狂和可怕的可能性:如果你有1000个卵子,你根据它的最佳基因序列选择一个,然后你的胚胎就可以与在不同基因系中做了同样事情的其他人交配。梅茨尔说:“你的5天大的胚胎和他们的5天大的胚胎可以通过相同的IVG过程生下一个孩子。”“然后,这个孩子可能会生出一个来自另一个基因系的5天大的胚胎,然后你就可以一直延续下去。”

听起来疯狂的,对吗?但是等等,还有更多:正如Jason Pontin今年早些时候在《连线》杂志Crispr-Cas9等基因编辑技术将使IVG过程中修复、添加或移除基因变得相对容易,从而消除疾病,或赋予孩子的基因组优势。这听起来像是科幻小说,但对那些关注研究的人来说,IVG和基因编辑的结合似乎很有可能,如果不是不可避免的话。”

从疯狂到普通句话?

这是一个从基因编辑和胚胎交配到反乌托邦种族的滑坡,以打造最完美的人类。梅茨尔问道,如果有人花了这么多时间和精力来选择自己的胚胎,他们会怎么考虑孩子的交配选择呢?IVG可能很快就会离开医疗领域,进入进化领域。

梅茨尔说:“我们都需要参与一场关于人类未来的包容性、一体化的全球对话。”“医疗专业人员是其中的关键节点。”在这种对话中,最重要的问题应该是获得IVG等技术的途径;我们能采取什么措施来防止它成为少数富人的工具,从而使不平等持续下去,使社会进一步两极分化?

作为在指出的那样在美国,试管婴儿技术在40年前刚起步时,也引发了人们的恐惧、困惑和抵触,而现在,它已经变得再正常不过,再普通不过了,数百万健康的婴儿都是通过这种技术怀上的。

如果我们聪明的话,基因组学、人工智能和IVG将会给生殖带来类似的破坏。正如梅茨尔所言:“这必须加以规范,因为这就是生命。”

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