不知大家觉不觉得生物和计算机特别像。。。
比如生物和计算机都有用来集中处理信息的中央处理器,都有器官感知外界信息,都有一定的抵御病毒入侵的免疫功能,……
【甚至都需要散热~】
正常的生物主要由水和含碳的有机分子组成,而计算机的芯片是硅做的。所以,特别是人工智能火了以后,主页菌觉得计算机就是所谓的“硅基生物”。
元素周期表里,硅就在碳的下面。硅并不能像碳一样形成复杂丰富的有机物,但是可以做成芯片呀……
但是当我们跟计算机称兄道弟,把它们亲切地称为硅基生物的时候,有没有反过来想一想:
也许计算机管我们正常的生物叫“碳基代码”呢?
等等,好像还真有这么回事……
主页菌最近读到一篇文章,说MIT的Chris Voigt小组搞了一套编程语言。用这个语言写代码的话,其实和正常程序猿写java啊,python啊差不多。
但是把语言编译出来并变成执行任务(就是.exe)的,不是硅芯片,
而是大肠杆菌(E. coli)!
为什么是大肠杆菌呢?
其实,因为结构简单、容易培养,大肠杆菌是生化和基因学最常用的细胞。
它们大概长这样:
而Voigt这帮人想通过编程,让大肠杆菌实现代码的命令,从而精确控制这些细胞的生化表现。也就是说,只要细胞能活着,代码要细胞干什么,细胞就可以干什么~
于是它们的形象大概就变成这样:
Voigt他们开发的编程语言叫Cello,它基于集成电路设计的常用语言Verilog。
Cello是怎么让细胞实现代码编译的?
主页菌觉得,这完全是因为细胞里的生化反应和集成电路实在是太像了。。。
正常生物的细胞里,DNA在各种外界条件的作用下,调节蛋白质和其他化学物质生成的过程,简直就是一个个精妙的逻辑电路。
比如有很多蛋白质,必须要其他两个“信号”分子同时存在的时候才能被合成,这就是细胞里的“与”门。(可以点开看大图~)
这就像电路中,必须要两个串联的开关同时闭合,灯泡才能亮~
又比如还有很多蛋白质,只要两个信号分子中的其中一个存在就可以被合成,这就是细胞里的“或”门。
这就像电路中,两个并联的开关只要闭合一个,灯泡就亮了。。
这些维持生命活动的精妙机制,在电路和计算机发明几十亿年前就形成了~
【进化论万岁!】
所以,大概就是说,不考虑效率的话,电脑芯片能干的事情,大肠杆菌都能干。Verilog给芯片的指令,改一改就变成了Cello给细胞的指令~
为什么要让好好的细胞干这些?
人类可以用电脑码文章、算数学、做模型、盖大楼,然而,这世界上还有很多事情,只有细胞能干得好。
比如酿酒~
比如合成一些救命的药物~
比如帮助我们消化乳糖~
比如把空气中的氮气变成植物的肥料~
比如分解泄露的石油~
很多事情只有特殊物种的细胞可以干,而有的细胞是不适合实验室培养的。如果可以通过编程,让容易培养的大肠杆菌把这些轻松都干了,岂不美哉!!!
可以试试他们的开发东西吗?
可以可以!
(不过,玩这个是要强大的生化基础的。)
主页菌研究了一下,大概就是你写好一段有关大肠杆菌的生化功能的代码以后,他们的程序会根据这个代码所指示的功能,给你算出一段基因序列(也就是碱基ATGC的排列顺序。因为大肠杆菌不认电脑的1和0,只认这些DNA的碱基)。
【图中的左边就是生成的序列~】
然后,我们可以用现在各种成熟的DNA合成技术把这个序列合成真正的DNA分子,注入大肠杆菌里。如果大肠杆菌还活得下去,没有被程序烧坏,它们就能干你想让它们干的事情了~
现在这个东西的成功率是75%(60段代码成功了45个),主页菌觉得已经可以搞大新闻了!
虽然主页菌以后不搞生化也不去MIT,但是非常期待他们今后的表现啊!
主页菌就一点小担心。。。
细胞可以编译代码了,以后是不是电脑病毒可以入侵活细胞让人生病了???
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