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在文字打印、圖片打印、3D 打印之后，細(xì)胞及生命的打印也已成為現(xiàn)實(shí)，并正運(yùn)用于新冠肺炎疫苗的研發(fā)。11 月 10 日，瘋狂的埃隆?馬斯克在 Twitter 上的言論再次成為人們熱議的話題。
馬斯克透露，特斯拉正在研發(fā)第三代疫苗打印機(jī) ——“特斯拉生產(chǎn)的 RNA 生物反應(yīng)器可以制造疫苗 / 治療藥物。CureVac 已使用第二代（RNA 生物反應(yīng)器），第三代正在研發(fā)中……”
馬斯克提到的 RNA 生物反應(yīng)器被稱做疫苗打印機(jī)，他提及的 CureVac 是一家德國生物技術(shù)企業(yè)，成立于 2000 年，于 2011 年開始其首個(gè)基于 mRNA 的疫苗開發(fā)。今年早些時(shí)候，馬斯克宣布與 CureVac 達(dá)成合作，聯(lián)合開展關(guān)于新冠疫苗的研發(fā)與制作，而特斯拉將為 CureVac 建立 RNA 微型工廠。
據(jù)悉，目前 CureVac 正在研發(fā)針對新冠肺炎病毒的疫苗，希望利用 mRNA 誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)對病原體中的蛋白質(zhì)做出反應(yīng)。簡單了解 CureVac 后，我們還是將目光聚焦在 “疫苗打印機(jī)” 上。
什么是 “疫苗打印機(jī)”？
打印，通常指把電腦或其他電子設(shè)備中的文字或圖片等可見數(shù)據(jù)，通過打印機(jī)等輸出在紙張等記錄物上。但顯然，特斯拉正在研發(fā)的打印設(shè)備，并不是用來從事上述通常性的工作。
“疫苗打印” 技術(shù)第一次出現(xiàn)，是在 2013 年的 H7N9 病毒肆虐前不久。彼時(shí)，一生物技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)剛剛發(fā)明出一臺(tái)生物打印機(jī)。這臺(tái)機(jī)器能夠即時(shí)完成從互聯(lián)網(wǎng)上下載流感疫苗指令并打印出來，可以極大地縮短疫苗的生產(chǎn)時(shí)間。而如果沒有這臺(tái)機(jī)器，便只能選擇一種距今 60 年前發(fā)明的、緩慢的流感疫苗生產(chǎn)方法 —— 從受感染的患者中分離出病毒，將病毒運(yùn)送到嚴(yán)密的設(shè)施中，科學(xué)家在這一嚴(yán)密設(shè)施中將病毒注入雞蛋，進(jìn)行幾個(gè)星期的孵化，接下來再開始疫苗的研制和生產(chǎn)，過程至少需要 6 個(gè)月。
而 “疫苗打印機(jī)” 通過運(yùn)用 DNA 的讀寫功能，從互聯(lián)網(wǎng)上即時(shí)下載并打印流感疫苗，可以大大節(jié)省病毒或者說是生物的傳送時(shí)間，同時(shí)，生物傳送環(huán)境的營造問題也就不存在了。
“疫苗打印機(jī)” 的發(fā)展
一旦細(xì)胞可以像電腦一樣編程，書寫 DNA 便可增強(qiáng)生物傳送，推動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展。上述生物研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，編輯、編程 DNA 和碼農(nóng)對計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程是一樣的，只是應(yīng)用的程序不同。基于此想法，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了從電腦上的 DNA 代碼中創(chuàng)造出一種合成細(xì)菌細(xì)胞。
2010 年，在所有讀寫 DNA 技術(shù)就緒后，該團(tuán)隊(duì)宣告第一個(gè)合成細(xì)胞誕生，將其命名為 “辛西婭”，他們還發(fā)現(xiàn)了書寫 DNA 更快、更精確、更可靠的，可以很容易將過程自動(dòng)化 3 的方式。2013 年，他們創(chuàng)造了第一臺(tái) DNA 打印機(jī)，將其命名為 BioXp?？梢詫?shí)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上下載 DNA 序列，并于 12 小時(shí)內(nèi)在 BioXp 上打印出來。
在這之后，該團(tuán)隊(duì)又著手進(jìn)行了數(shù)字生物轉(zhuǎn)換器（DBC，Digital Biological Converter）的研制，也可以稱之為生物傳送器。DBC 可以將從前耗時(shí)數(shù)周或數(shù)月的工作壓縮到 1-2 天內(nèi)完成，而且無需任何人工干預(yù)，電子郵件即可激活。
而 DBC 和 BioXp 的不同之處在于，DBC 是從數(shù)字化 DNA 代碼開始，將 DNA、RNA、蛋白質(zhì)，甚至是病毒代碼轉(zhuǎn)化為生物實(shí)體，具備制造治療藥物和疫苗的功能。BioXp、DBC 可以類比于傳真機(jī)，前者接收生物材料，后者接收圖像和文件。
概括來說，合成細(xì)胞技術(shù)無疑將為下一次工業(yè)革命提供動(dòng)力，以應(yīng)對全球可持續(xù)性挑戰(zhàn)的方式改變行業(yè)和經(jīng)濟(jì)。比如，用可再生材料做衣服，使用生物燃料的汽車，可降解的塑料，以及用于醫(yī)療的定制打印療法等。但同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)本身也具有帶來較大風(fēng)險(xiǎn)的可能，應(yīng)用尚需謹(jǐn)慎。
馬斯克透露，特斯拉正在研發(fā)第三代疫苗打印機(jī) ——“特斯拉生產(chǎn)的 RNA 生物反應(yīng)器可以制造疫苗 / 治療藥物。CureVac 已使用第二代（RNA 生物反應(yīng)器），第三代正在研發(fā)中……”
馬斯克提到的 RNA 生物反應(yīng)器被稱做疫苗打印機(jī)，他提及的 CureVac 是一家德國生物技術(shù)企業(yè)，成立于 2000 年，于 2011 年開始其首個(gè)基于 mRNA 的疫苗開發(fā)。今年早些時(shí)候，馬斯克宣布與 CureVac 達(dá)成合作，聯(lián)合開展關(guān)于新冠疫苗的研發(fā)與制作，而特斯拉將為 CureVac 建立 RNA 微型工廠。
據(jù)悉，目前 CureVac 正在研發(fā)針對新冠肺炎病毒的疫苗，希望利用 mRNA 誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)對病原體中的蛋白質(zhì)做出反應(yīng)。簡單了解 CureVac 后，我們還是將目光聚焦在 “疫苗打印機(jī)” 上。
什么是 “疫苗打印機(jī)”？
打印，通常指把電腦或其他電子設(shè)備中的文字或圖片等可見數(shù)據(jù)，通過打印機(jī)等輸出在紙張等記錄物上。但顯然，特斯拉正在研發(fā)的打印設(shè)備，并不是用來從事上述通常性的工作。
“疫苗打印” 技術(shù)第一次出現(xiàn)，是在 2013 年的 H7N9 病毒肆虐前不久。彼時(shí)，一生物技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)剛剛發(fā)明出一臺(tái)生物打印機(jī)。這臺(tái)機(jī)器能夠即時(shí)完成從互聯(lián)網(wǎng)上下載流感疫苗指令并打印出來，可以極大地縮短疫苗的生產(chǎn)時(shí)間。而如果沒有這臺(tái)機(jī)器，便只能選擇一種距今 60 年前發(fā)明的、緩慢的流感疫苗生產(chǎn)方法 —— 從受感染的患者中分離出病毒，將病毒運(yùn)送到嚴(yán)密的設(shè)施中，科學(xué)家在這一嚴(yán)密設(shè)施中將病毒注入雞蛋，進(jìn)行幾個(gè)星期的孵化，接下來再開始疫苗的研制和生產(chǎn)，過程至少需要 6 個(gè)月。
而 “疫苗打印機(jī)” 通過運(yùn)用 DNA 的讀寫功能，從互聯(lián)網(wǎng)上即時(shí)下載并打印流感疫苗，可以大大節(jié)省病毒或者說是生物的傳送時(shí)間，同時(shí)，生物傳送環(huán)境的營造問題也就不存在了。
“疫苗打印機(jī)” 的發(fā)展
一旦細(xì)胞可以像電腦一樣編程，書寫 DNA 便可增強(qiáng)生物傳送，推動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展。上述生物研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，編輯、編程 DNA 和碼農(nóng)對計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程是一樣的，只是應(yīng)用的程序不同。基于此想法，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了從電腦上的 DNA 代碼中創(chuàng)造出一種合成細(xì)菌細(xì)胞。
2010 年，在所有讀寫 DNA 技術(shù)就緒后，該團(tuán)隊(duì)宣告第一個(gè)合成細(xì)胞誕生，將其命名為 “辛西婭”，他們還發(fā)現(xiàn)了書寫 DNA 更快、更精確、更可靠的，可以很容易將過程自動(dòng)化 3 的方式。2013 年，他們創(chuàng)造了第一臺(tái) DNA 打印機(jī)，將其命名為 BioXp?？梢詫?shí)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上下載 DNA 序列，并于 12 小時(shí)內(nèi)在 BioXp 上打印出來。
在這之后，該團(tuán)隊(duì)又著手進(jìn)行了數(shù)字生物轉(zhuǎn)換器（DBC，Digital Biological Converter）的研制，也可以稱之為生物傳送器。DBC 可以將從前耗時(shí)數(shù)周或數(shù)月的工作壓縮到 1-2 天內(nèi)完成，而且無需任何人工干預(yù)，電子郵件即可激活。
而 DBC 和 BioXp 的不同之處在于，DBC 是從數(shù)字化 DNA 代碼開始，將 DNA、RNA、蛋白質(zhì)，甚至是病毒代碼轉(zhuǎn)化為生物實(shí)體，具備制造治療藥物和疫苗的功能。BioXp、DBC 可以類比于傳真機(jī)，前者接收生物材料，后者接收圖像和文件。
概括來說，合成細(xì)胞技術(shù)無疑將為下一次工業(yè)革命提供動(dòng)力，以應(yīng)對全球可持續(xù)性挑戰(zhàn)的方式改變行業(yè)和經(jīng)濟(jì)。比如，用可再生材料做衣服，使用生物燃料的汽車，可降解的塑料，以及用于醫(yī)療的定制打印療法等。但同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)本身也具有帶來較大風(fēng)險(xiǎn)的可能，應(yīng)用尚需謹(jǐn)慎。
