他耗资4000万美元造出新细菌 又想创造新生命

摘要：诺贝尔奖获得者、著名物理学家理查德·费曼曾经说过这么一句话，“What I cannot create, I do not understand”，意思就是，我不能创造的东西，我就无法理解。这个观点同样适用于对生命的理解。 只有当我们能够去创造生命的时候，才可能真正理解生命的本质，这也是生命科学领域研究一直想要做到的事。那么，我们该如何去创造生命？生命科学领域中的一个基本规则是“中心法则”，即遗传信息可以从 DNA 复制自身，同时也可以传递给 RNA，并由RNA传递给蛋白质，完成遗传信息的转录和翻译过程，这个过程就是创造生命的过程。因此从理论上说，只要我们能够创造出 DNA，就有可能实现人工创造生命，进而深入理解生命的本质。人类的“人造生命”发展史人造生命是指从其他生命体中提取基因，建立新的人工染色体，随后将其转入已被剔除了遗传物质的细胞中，最终由这些人工染色体控制这个细胞，发育变成新的生命体。人造生命的发展历程虽然较短，却充满着创新和突破。1953 年，沃森和克里克提出了著名的 DNA 双螺旋结构模型，从此开启了分子生物学时代。到了 20 世纪 70 年代，赫伯特·博耶和斯坦利·科恩分别实现了限制性内切酶对双链 DNA 的剪切，以及质粒 DNA 到大肠杆菌的转入，这两项创新成果标志着基因工程的诞生。随后，桑格发明的 DNA 测序技术实现了 DNA 序列的精确“阅读”。接着，保罗·伯格和沃尔特·吉尔伯特通过开发分子克隆技术，进一步促进了重组 DNA 技术的发展。这些突破性的技术都为人造生命的研究奠定了重要基础。其中，2010 年 5 月由美国生物学家克雷格·文特尔团队取得的成就标志着人造生命领域的一次重大突破。他们在实验室中通过化学合成了一整个基因组，随后将这个合成基因组植入到一个空细胞中。这个细胞随后根据植入的基因指令开始自我复制和增殖，最终形成新的细胞。尽管有些科学家持有保留意见，认为文特尔的成果只是以一个自然的、先前存在的残留细胞为基础的，并没有创造出真正的生命，但他的实验仍然证明了人造基因组可以为细胞提供动力，这为未来真正的人造生命提供了重要的启示。人造生命的科学狂人：克雷格·文特提到人造生命，就不得不提这一领域的泰斗、科学狂人——克雷格·文特。他是美国著名的生物学家和企业家，以在科学界的重大成就而闻名。他的成就包括“一人单挑六国科学家，完成人类基因组计划”和“制造新生物”，这两项工作都是震撼全世界科学界的突破。“科学狂人”克雷格·文特（图片来源：克雷格·文特研究所官网主页）20 世纪 90 年代，由美国、英国、法国、德国、日本和中国等 6 个国家的顶级科学家共同参与人类基因组计划，预计花费 30 亿美元来完成人类基因组测序。然而，当时间和花费过半时，他们却仅完成了 3% 的测序工作。与此同时，克雷格·文特成立了塞莱拉基因公司，一个私营性质的基因研究机构，开发了如“霰弹枪”的新型测序技术，并迅速追上了多国合作小组的进度。后来，克雷格·文特与六国科学家合作，于 2001 年初成功完成了人类基因组草图。在人类基因组计划完成后，克雷格·文特很快就有了新的理想，这个理想可能是生命科学的终极目标：创造新的生命形式。克雷格·文特计划利用 DNA 小片段，合成新的基因组，并将其转入已经被剔除了本身基因组的细菌之中，观察这微小的细菌能否进行新陈代谢和繁殖。经过研究团队十几年不懈的努力，耗资超过 4000 万美元，克雷格·文特研究团队终于在 2010 年创造出全新的细菌。克雷格·文特认为，“这是地球上第一个，父母是电脑却可以进行自我复制的物种。”目前，克雷格·文特又展开了一系列新的研究，他把自己的游艇改装成研究船，带领团队成员远征百慕大群岛附近的马尾藻海，希望就地取材，绘制出该海域生态系统中所有微生物的基因组图谱。克雷格·文特的终极目标是利用海洋中寻找到的基因，设计出全新的生命形式。这些生命将具备捕获二氧化碳、遏制温室效应的能力，还能清理核废料，并产生大量氢原子。这项全新生命形式的发展将有望改变全球能源经济的现状。克雷格·文特的研究旅程从人类基因组测序，到人工合成细菌，再到从海洋中寻找有益基因以设计全新生命，始终贯穿一个主线：从基因到生命。无论是认识基因、合成基因，或是寻找新基因，克雷格·文特所有研究都是为创造生命绘制蓝图，最终实现人造生命的使命，回答了“科学真的可以创造生命”这一重要命题。酵母人工染色体合成的突破之路细菌和酵母分别是原核和真核生物的典型代表，能够合成这两者的基因组，就能为合成生命奠定重要的理论基础，丰富人造生命的知识储备。作为原核生物的细菌，科学家合成其基因组并创造全新的生命尚且花费了十几年的时间。那么作为真核生物的酵母，其基因组有 16 条染色体，合成的复杂性和难度可想而知。为此，国际上发起了酵母基因组合成计划（Sc2.0），这是人类首次尝试对真核生物的基因组进行从头设计合成，旨在重新设计并合成酿酒酵母全部 16 条染色体。该项目于 2011 年启动，由来自中国、美国、英国、新加坡、澳大利亚等国的超过 200 位科学家共同参与。研究人员在从头合成酵母基因组序列的过程中面临了诸多挑战。由于酵母基因组中存在大量重复序列，他们去除了转座子和重复元件，并重新编码终止密码子。同时，研究人员对基因序列进行了碱基删除、插入和替换的工作，确保合成菌株与天然菌株的表型相同的同时，也保证了基因组的稳定性。2017 年《Science》封面展示的酵母基因组结构模型，其中金色代表已经完成全合成的染色体；白色代表天然染色体 （图片来源：《Science》官网）根据以上原则和标准，2014 年，纽约大学的 Jef Boeke 教授领衔的研究团队成功创建出了第一条人工酵母染色体——最小的 3 号染色体。这一成果开启了真核生物基因组合成的先河。到 2017 年，Sc2.0 团队完成了人工合成酵母基因组 16 条染色体中的 5 条，其中 4 条由中国科学家完成。具体来说，天津大学元英进院士团队负责了 5 号和 10 号染色体的合成；清华大学戴俊彪研究员团队负责 12 号染色体的设计合成；华大基因杨焕明院士团队负责酵母 2 号染色体的从头设计与全合成。到了 2023 年，Sc2.0 计划迎来新的里程碑式突破，华大基因沈玥研究员团队完成酵母 7 号和 13 号染色体的从头设计与全合成，以及 tRNA 新染色体的构建。这标志着酵母的全部 16 条染色体的合成工作已圆满完成。此外，该团队还成功构建了一种包含 50%合成 DNA 的酵母菌株，这种酵母菌株不仅能够活跃增殖，还展现了正常的细胞形态、长度和形状。2023 年《Cell》发表文章描述了酵母染色体的整合过程：将含有不同合成染色体的酵母细胞进行杂交，在后代中寻找携带两条合成染色体的个体，经过漫长的杂交过程，科学家们逐渐将他们先前合成的所有染色体（6 条完整染色体和 1 条染色体臂）整合到同一个细胞中（图片来源：参考文献[5]）参与酵母基因组合成计划的中国科学家代表，从左到右依次为：李炳志、戴俊彪、杨焕明、元英进、沈玥（图片来源：人民日报）人造细胞再升级：逼近真实活细胞人工合成细菌和酵母主要解决基因组合成的问题，然而活细胞执行功能主要还是依靠蛋白质。2024 年 4 月 23 日，美国科学家在《自然·化学》（Nature Chemistry）杂志上发表了一项最新研究成果，他们通过操纵 DNA 和蛋白质，创造出类似人体细胞的人造细胞，这一成果对再生医学、药物输送和诊断工具等领域具有重要意义。细胞支架是细胞内部的重要支架结构，由一系列动态聚合物组成，在细胞分裂、运动和形态形成等关键过程中发挥着重要作用，没有细胞支架，细胞的结构和功能都会受影响。天然细胞的细胞支架结构复杂，具有可重构性，能够在不同位置组装并动态调节自身的结构和力学性能。肽是一种很有前景的人工细胞骨架构建材料。当前，科研工作者广泛研究了通过合理设计肽，使其自组装成各种结构。然而，能够在细胞模拟限制环境下实现基于肽的系统还十分有限。细胞和组织的主要成分是蛋白质，这些蛋白质对细胞支架的形成起着不可或缺的作用。通常来说，DNA 不会出现在细胞支架内，但这项研究中的研究人员对 DNA 序列进行重编程，使其成为一种“建筑材料”，与蛋白质元件——肽结合在一起，形成能够改变形状并对周围环境作出反应的新型细胞支架，这对人造细胞来说，是一个新的思路。实际上，对 DNA 进行重编程并非首次出现。在 2023 年发表于《自然·通讯》的一项研究中，研究人员证明了五个寡核苷酸（DNA）可以退火成纳米管或纤维，其可调整的厚度和长度跨越四个数量级。这些结构被整合到细胞样囊泡内，并被包裹在囊泡的外部——作为细胞支架发挥作用。DNA 重编程策略可以用于合成细胞和组织的自下而上设计，以及医学智能材料设备的生成。对 DNA 重新编程意味着科学家可创造具有特定功能的新细胞，甚至可以微调细胞对外部压力的反应。虽然活细胞比合成细胞更复杂，但它们也更容易受到如高温等恶劣环境的影响，而合成细胞即使在 50℃ 下都很稳定，这就为在不适合人类生活的环境中制造细胞开辟了可能性。合成细胞可以装载几乎任何药物分子，通过添加微小的磁性颗粒并使用体外的磁铁进行精确引导，做到以高剂量靶向小区域而不影响身体的其他部位，例如在癌症治疗中，用合成细胞装载抗癌药物，可以提高药物有效性，并显著减少对其他部位细胞的潜在伤害。研究团队表示，这项研究有助于人类理解生命。合成细胞技术不仅让科学家能够“复制”大自然的功能，还有望给生物技术和再生医学等领域带来重大变革。利用肽-DNA 纳米技术构建合成的细胞支架 （图片来源：参考文献[6]）结语人造生命的研究是人类理解生命的重要途径，目前，科学家已经实现了人工合成细菌、半合成酵母以及更像活细胞功能的人工细胞。这不仅推动了生命科学领域的发展，更在不断创造复杂新生命的同时，为再生医学的发展做出重要贡献。或许在不久的将来，人类可以人工合成健康的器官组织细胞，替换受损或病变组织，从而延长人类的健康寿命。这不仅体现了科学技术的进步，更标志着我们对生命本质理解的进一步深化。参考文献[1]Gibson et al. Complete Chemical Synthesis, Assembly, and Cloning of a Mycoplasma genitalium Genome. Science, 2008, 319(5867): 1215-1220.[2]Gibson et al. Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome. Science, 2010, 329(5987): 52-56.[3]Xie et al. “Perfect” designer chromosome V and behavior of a ring derivative. Science, 2017, 355, eaaf4704[4]Schindler et al. Design, Construction, and Functional Characterization of a tRNA Neochromosome in Yeast. Cell, 2023. DOI: 10.1016/j.cell.2023.10.015[5]Zhao et al. Debugging and consolidating multiple synthetic chromosomes reveals combinatorial genetic interactions. Cell, 2023, 186: 5220–5236[6]Daly et al. Designer peptide–DNA cytoskeletons regulate the function of synthetic cells. Nature Chemistry, 2024. 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435038.htm

高通最强手机芯片降临 骁龙8 Gen3领先版首度曝光

摘要：博主定焦数码曝光了高通骁龙8 Gen3领先版的参数细节。从命名不难看出，骁龙8 Gen3领先版是骁龙8 Gen3的小幅升级款，CPU主频提升到3.4GHz，这是高通史上最强悍的手机芯片。 和骁龙8 Gen3一样，骁龙8 Gen3领先版仍然是1+5+2的组合布局，包含1颗超大核、5颗大核和2颗小核。值得注意的是，骁龙8 Gen3领先版的频率范围从原来的307MHz至3302MHz扩展到了365MHz至3398MHz，这意味着处理器在低负载和高负载状态下的效率分配更加灵活，理论上能更好地平衡功耗与性能。工艺方面，这颗芯片基于台积电4nm工艺制程打造，采用的是台积电N4P节点，跟骁龙8 Gen3保持一致。总体而言，骁龙8 Gen3领先版是骁龙8 Gen3的提频版本，这颗芯片会在7月份量产上市，小米MIX Fold 4应该会搭载这颗芯片。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435036.htm

女子驿站取快递“一键爆灯” 网友：再不来灯不够用了

摘要：近日在山东青岛，一位女子到驿站取快递时拍下了一幕令人惊叹的“一键爆灯”视频。视频中，女子输入手机号后四位后，货架上瞬间亮起了成片的蓝灯，粗略计算应该有数百个。这一场景让人不禁感叹现代科技的神奇和便利。 网友们调侃道：你再不来灯不够用了。据了解，这是一种智能快递发光扣，只要输入手机尾号，对应的快递就会发光，再也不用翻找快递了。而且这种发光扣能发出六种颜色的光，可以满足6人同时取件的需求。这种智能快递发光扣的出现，不仅提高了取件的效率，也解决了人们在取快递时常常遇到的困扰。在繁忙的生活中，这样的小发明给人们带来了极大的便利，也让人们对未来的科技发展充满了期待。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435037.htm

AMD Ryzen AI 9 300 GPU和CPU性能比上一代提升20%

摘要：据"金猪升级"透露，最高规格的 AMD Ryzen AI 9 300 系列"Strix Point"处理器 Ryzen AI 9 HX 370 的 CPU 和集成显卡性能预计将比其前代产品 Ryzen 9 8945HS"Hawk Point"提升 20%。 在 CPU 方面，HX 370 配备了由 4 个"Zen 5"和 8 个"Zen 5c"核心组合而成的 12 核/24 线程 CPU。除了更高的时钟速度外，"Zen 5"微架构的一代 IPC 也提高了单线程性能；而更多的核心则提高了多线程性能，这种性能提升并不是随着内核数增加 50%而线性扩展的。在"Hawk Point"上，所有八个核心都是"Zen 4"，能够提升到高频率，其中两个被标记为 CPPC 首选核心，能够提升到最高频率。然而，在"Strix Point"上，只有四个核心基于"Zen 5"架构，能够提升到高频段；而其他八个是"Zen 5c"，提升幅度没有那么高。虽然"Zen 5c"的 IPC 与"Zen 5"完全相同，但由于其提升幅度没有"Zen 5"那么高，这意味着核心数增加带来的多线程性能提升预计将接近 20%， Cinebench R23 nT 分数超过 20000 分，"Hawk Point"的分数约为 16000 分。图形方面的情况也很有趣。Strix Point"上的新 RDNA 3.5 iGPU 有 16 个计算单元（CU），而"Hawk Point"上只有 12 个 CU。这 16 个 CU 相当于 1024 个流处理器，比"Hawk Point"的 768 个流处理器增加了 33%，然而，除了 CU 数，还有许多其他因素决定着图形性能，因此预计图形性能将提高 20%，这将使新 iGPU 比酷睿 Ultra"Meteor Lake"处理器的英特尔 Arc Xe-LPG 图形处理器至少高出 20%。AMD 在其产品公告幻灯片中宣称，其图形性能比酷睿 Ultra 9 185H 处理器的 Arc Graphics iGPU 领先 36%。至于 NPU，AMD 已宣称其人工智能推理性能达到 50 TOPS，比微软 Copilot+ 人工智能 PC 计划要求的 40 TOPS 高出不少。Windows 需要这一数字的 NPU 性能来运行 Copilot 的本地会话，从而最大限度地减少本地与云端的来回切换，并提高隐私性。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435035.htm

微软在Windows 11设置中新增AI开关 如果用户担忧隐私问题可以禁用

摘要：微软在 Windows 11 测试版中新增 AI 开关，如果用户担忧隐私问题可以禁用 AI。不过现在这个开关是没有实际效果的，毕竟现在都还没支持 AI，Copilot+PC 的 Recall 功能也被延迟推出了。 最近微软正在将人工智能融入到 Windows 11 以及各种应用程序中，不过 Recall 即回顾功能存在的安全问题也引起了诸多担忧，现在微软已经暂缓推出回顾功能。与此同时微软还在 Windows 11 测试版中增加了个新设置，该设置允许用户关闭生成式人工智能，用户也可以保留该功能但针对不同的应用程序设置开关。这样用户可以根据自己的实际需要决定哪些应用程序可以调用人工智能哪些不可以调用，对于存在隐私问题的应用程序都可以禁用此功能。不过现阶段这个开关还是个摆设，因为多数系统都还没有内置 AI 功能，第三方应用也无法直接调用系统内置的 AI，所以现在切换开关没有实际效果。该选项的设置位于：Windows 11 设置、隐私和安全性、Generative AI。默认情况下这些选项全部处于开启状态。第一个选项是任何使用此设备的人都可以使用第三方应用调用 AI 功能 (如果该功能可用的话)第二个选项是选择哪些应用可以调用 AI 功能，当然前提也是功能可用的情况下。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435034.htm

首款国产民用载人飞艇AS700螺旋桨桨毂疲劳试验圆满完成

摘要：据航空工业官微介绍，近日，我国自研载人飞艇AS700螺旋桨桨毂疲劳试验圆满完成。据悉，AS700圆满完成了552天24小时连续不间断，1.2万次低周疲劳和1000万次高周疲劳试验，AS700螺旋桨桨毂疲劳无限寿命特征得到充分验证。 AS700载人飞艇螺旋桨桨毂疲劳试验是项目研制必须突破的关键技术，主要是通过螺旋桨桨毂疲劳试验，验证桨毂在要求载荷下具有足够的疲劳寿命，从而建立AS700载人飞艇桨毂寿命限制及强制检验间隔。据悉，AS700在去年底已经获得了中国民用航空局颁发的型号合格证，编号TC0082A-ZN），这是国内首款获得型号合格证的载人飞艇。AS700载人飞艇于2018年6月批复立项，同年8月启动实施，是国内首款按照适航规范自主研制、具有完全自主知识产权的载人飞艇。据悉，AS700载人飞艇是根据国内外低空旅游市场需求，按照“一艇多型、系列发展”的设计思路，引入航空领域先进设计理念，航空工业自主研发的一型载人飞艇产品。它采用常规单囊体布局，流线型气囊外形，“X”型布局硬式尾翼，不可收放单点式起落架。单驾驶体制，最大可载乘客9人，最大航程700千米，最大航时10小时。未来，AS700载人飞艇将主要用于空中游览、应急救援、反恐维稳、城市安保、航空物探等领域。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435033.htm