一家位于西雅图的新生物技术组织将获得7500万美元资金,用于研发“DNA打字机”——一种具备自我监测功能的细胞技术,有望颠覆传统生物学认知。该项目由华盛顿大学、陈-朱克伯格倡议(Chan-Zuckerberg Initiative)及艾伦研究所联合发起。
这一名为“西雅图合成生物学中心”的联合倡议,融合了两大顶尖研究机构的专业优势与华盛顿大学医学院(UW Medicine)的临床知识。项目科学负责人Jay Shendure将其定义为“一种全新的合作模式”。
该中心旨在平衡前沿学术探索与商业化开发路径。7500万美元资助期为五年,并设有续约选项。(注:请勿与华盛顿大学校园内的胡斯基联盟大楼Husky Union Building混淆)
Shendure表示:“我们没有设定严格的商业路线图,也不承诺必然打造十亿美元级企业。这项探索充满不确定性,但正因如此才令人兴奋。我们看到了可行路径,期望五年后该技术能被更广泛地应用。”
从概念上看,该技术类似于“细胞的智能手表”,但并非物理佩戴设备,而是让细胞通过记录自身状态来“书写日记”。
Shendure解释道:“生物过程具有时空隐蔽性。传统观测手段如显微镜或组织测序,仅能捕捉特定瞬间的静态切片,无法完整还原细胞随时间演变的动态全貌。”
尽管单细胞监测研究众多,但现有方法多需提取细胞或使用微电极等侵入式手段。而细胞自身携带的天然记录介质——DNA,为突破这一瓶颈提供了可能。近期研究已证实,利用DNA及其相关微生物结构存储任意信息在理论上完全可行。
“基因组本质上是由A、G、T、C组成的数字实体。我们可以像操作打字机一样向其写入信息,从而实现对生命过程的时序化记录。”Shendure指出。
虽然目前仍处于原理验证阶段,但这并非空想,而是需要持续攻关的工程问题。西雅图中心正是为此而生。
他坦言,当前技术虽显粗糙但前景可期:“初代系统如同随机敲击键盘的猴子,现在我们已能让按键响应特定生物学条件。即便词汇量有限,其扩展潜力巨大。”
早期实验表明,这主要是一个研究与工程挑战。即使细胞仅在特定分子浓度变化时触发“记录”,也足以成为变革性的生物学工具。
核心优势在于,所用工具基于自然界数十亿年进化验证的机制,具有极高的可靠性。
“DNA不仅是书写载体,更能将记录忠实遗传给子代细胞。传感器、写入器等组件均可编码于DNA中,由细胞自主构建。”Shendure强调。
该项目也是跨机构、跨学科协作的典范。Allen研究所、华盛顿大学及CZI支持的多方力量正汇聚于此,共同利用AI、大数据及计算工具深化对生物学的理解。
随着西雅图日益成为生物科技与AI融合的中心,各机构科研人员往来频繁,专属联合办公空间亦即将落成。
尽管技术成熟尚需时日,但中期目标清晰明确:实现“记录细胞”与“记录小鼠”,即构建可读取的自我记录功能性生物系统。
此类系统的输出数据及其反馈机制,正是AI大显身手的领域。正如业界所言,这好比“外星编程语言”,而语言模型在解码方面表现卓越。(注:华盛顿大学Baker实验室作为蛋白质设计权威机构,也将深度参与合作。)
AI在纯数学推演与蛋白质结构预测方面已展现卓越能力
Shendure指出:“该领域极度缺乏高质量数据。”相较于静态的显微或基因组数据,细胞实时生成的“活体日志”将为解析真实生物过程提供无价资源。
各方达成共识,这将是一项开放科学倡议。“新研究所的发现将与全球科学界共享,推动整个领域的进步。”
至于潜在的商业价值,Shendure认为这是水到渠成的副产品:“当大量资源投入有前景的领域时,创造额外价值往往是自然结果。”

