AI会如何加速改造生命世界？

氨基酸

我认为人工智能或将加速生命世界的改造进程。生命世界充满偶然，我们如同见证了一段生命历史的截面。如今，我们用众多理论解释世界，却常陷入怪圈：认为某些性状的出现，仅仅是因为祖先就有这些性状，缺乏更深探究。以五指为例，为何恰好是五指？尽管存在多种解释，但主流观点认为，那位拥有五指的祖先不仅成功登陆，还历经重重自然灾难存活下来，最终成为主导物种。然而，这类说法都无法排除其他选项的可能性。你或许会说，物竞天择，适者生存，能留存至今的，自然是最适合的。这是经典的达尔文理论。但现代综合进化论并不完全认同这一观点。中性突变理论指出，多数变异为中性，很少受强烈自然选择影响。比如，双眼皮无法帮助避开6500万年前的陨石，恐龙灭绝也非因耳垂大小，而是环境巨变所致。我们经历的选择，是否真的因为我们更优？比如大灭绝中消失的生物，难道就一无是处吗？更何况，生命真的经历过足够大规模的筛选吗？不一定，动物历史不过几亿年，生物种类并非无限，当前数量远未达到模拟中的理想规模。那么，是否可以对基因组进行修改？例如删除或添加大段序列，调整基因编码区域，甚至直接改变蛋白质的氨基酸组成。因为即使是密码子使用偏好的细微差异，也可能带来完全不同的结果。在实验室尝试这些是天文数字般的难题，但对人工智能而言，或许相对容易些。以蛋白质为例，这种生命核心物质的研究成果，刚刚荣获了今年的诺贝尔化学奖。AI开发进展神速，不只是预测蛋白质结构的AlphaFold系列，还有更多全新内容正在涌现。上个月，Nature Biotechnology发表了一篇论文，尝试突破20种基本氨基酸的限制，利用四个RNA核苷酸为每个新氨基酸编码，拓展生命体的遗传信息承载能力。

2022年，Science连续发表两篇论文，介绍利用AI设计新蛋白质的研究，只需设想功能，交给AI完成设计。

此外，人工智能还有望对新型蛋白质开展测试。例如，今年初自然·化学工程的一篇论文介绍了一种自动平台，可基于蛋白质的序列和功能，快速筛选并评估蛋白质特性。这一技术为蛋白质研究带来了新工具。

AI

若能找到全新且可行的结构，便可直接在实验室尝试，最终创造全新结构。这对药物设计意义重大，能为我们提供更多的生物治疗方案。当然，如果遇到一个比较疯狂的人，那想法就更遥远了，比如改造生命。早在2010年，世界上首个合成生命形式辛西娅（Synthia，意为人造儿）就已经被创造出来。这一成果出自生物学家J. CrAIg Venter领导的团队。他们通过修改丝状支原体的DNA，并将其移植到山羊支原体中，成功让这个合成生物实现自我复制，从而产生新一代的人造生命。有趣的是，在辛西娅的基因组中，有一段完全是由研究团队人为设计的序列，包含46位科学家的名字、研究所网址等信息，甚至还嵌入了一句名言：生存、犯错、倒下、战胜，用生命创造生命。这不仅标志着科学技术的重大突破，也成为人类智慧在基因层面留下的独特印记。

你想想，依靠地球生物进化出这种生命，得花多少时间？相比以往单纯依赖DNA推测进行基因编辑，这种方式可靠许多。毕竟，DNA还涉及空间结构与多维调控等复杂问题。而结合蛋白质预测，或许能创造出全新的生命形式，这类生命可能是地球尚未有机会自然演化出来的。