2026-02-24   人工智能学家

进化用了38亿年写就的生命密码，人类现在打算用算法重写。

这不是科幻小说的设定，而是一个名叫"生成生物学"的研究领域正在做的事，而且进展速度，已经让它的缔造者们自己也感到震惊。

从"读"基因到"写"基因

人类理解生命密码的历程，有一条清晰的时间线。

上世纪末，人类基因组计划耗时13年、花费约27亿美元，才完成了人类基因组的首次完整测序。到2025年，测序一个人的全基因组已只需数百美元和几个小时，AI模型随后能够在此基础上预测基因序列与蛋白质结构之间的关系，进而推断蛋白质的功能。这是一次从"读"到"理解"的飞跃。

而现在，科学家正在向下一步迈进：从"理解"到"书写"。

仅在过去一两年间，研究人员就用AI辅助设计技术制造出了可在哺乳动物细胞中正常表达的人工基因，并首次用AI程序创建了一种完全合成的病毒。斯坦福大学开发的生成式AI工具已能预测地球上所有生命形式基因组所编码蛋白质的形态与功能，这被认为是生物学领域的一个里程碑式进展。生成式AI还在设计基因编辑蛋白质方面超越了自然选择的结果，在超过13000种此前未知的转座酶序列中找到了比天然版本更高效的变体。

一旦灭绝，一个物种所拥有的独特特征组合就永远无法复制。图片来源：Francesco Riccardo Iacomino/Getty

2025年1月，科学界迎来了另一个历史节点：历经逾十年、跨越多个国家的合成酵母基因组项目宣告完工，最后一条合成染色体组装完成，人类首次拥有了一个完整的合成真核生物基因组。同年6月，英国惠康信托基金宣布投入1000万英镑启动"合成人类基因组项目"，明确目标是从零开始构建人类DNA的基本单元。

这条路走到这里，已经不只是科学实验，而是在叩问一个更深的问题：如果我们能设计生命，我们该设计什么？

一个诱人的未来，和它藏着的单行道

生物化学家阿德里安·伍尔夫森在其新书《物种的未来》中描绘了这一技术最乐观的图景：一个"物种目录"式的计算机数据库，储存着构建任意生命形式所需的全部信息，科学家可以像点菜一样订制生物体，让它生产特定药物、降解特定污染物、或者培育出不需要杀虫剂的农作物。

但他同时也是这个图景最清醒的审视者之一。

伍尔夫森指出，当前AI模型面临一道几乎无法绕过的难题：预测单个基因的表达如何影响其他所有基因，是极端复杂的。生物体的发育本质上依赖于环境，蜜蜂幼虫因营养状况不同而发育为工蜂或蜂后，人类孩童学习带着父母口音的语言，这些特征无法被压缩进任何算法。"人工生物智能"，也就是能从零开始构建完整、可运行基因组的AI模型，目前仍是遥远的愿景，而非触手可及的现实。

更深的隐患，来自一项已经进行了将近四十年的细菌进化实验。自1988年起，研究者持续追踪在相同条件下培养的大肠杆菌菌株，大多数菌株按预期演化，更高效地代谢葡萄糖。但2003年，其中一个菌株突然演化出代谢柠檬酸的全新能力，令所有人措手不及。后来的分析表明，这一转变的命运早在实验初期第一个突变发生时就已注定，那个菌株悄悄走上了一条与其他所有菌株截然不同的路，谁也没有预见到。

这个案例让伍尔夫森得出一个令人不安的推论：今天看似微小的基因组编辑，可能正在为某个谱系锁定一条无法回头的生物学未来。一旦研究者认定某条代谢通路"非必要"而将其剪除，这个谱系的所有后代将永远失去它；过度的基因组设计，可能制造出无法应对未来环境变化的生物体，因为进化的空间已被提前关闭。

在合成生物学领域快速奔跑的同时，这或许是最值得反复追问的一个问题：我们在设计未来，还是在不经意间关上未来的门？