昨天开幕的华为第19届全球分析师大会上,华为基于“信息技术将以超过十年百倍速度增长”这一思考基础,聚焦“未来探索、产业创新、数字化与低碳化”等话题,提出了面向未来的10个问题和挑战。

生命科学问题在这次大会上多次出现,可谓是英雄所见略同。生命科学已经成为了许多人的共识,许多业界顶级巨头们都在发出类似的呼声,这代表了一种趋势。

这次华为一共提到两个基础问题,有一个是生命科学相关的;而八个前沿技术挑战里,也有两个和生命科学相关。事实上,学界可能是更早反应过来的。

今天就来和大家说说生命科学相关的知识。

01,生命科学在加速

以学术界最知名的奖项诺贝尔奖为例,在自然科学三大奖里,生理或医学奖是百分之百颁给了生命科学,而2000年以来,诺贝尔化学奖竟然有三分之二左右也颁给了生命科学领域。

如果说这是综合的个人成果,那么最直接的学术前沿,简直就是明白无误的把精力投向了生命科学领域。

以学术界公认的综合性顶级期刊Nature 和Science为例,如果你关注过他们的最新论文,会发现,几乎有一半的研究是关于生命科学的。

而早在2005年,为纪念创刊125周年,science编委会集合全人类顶级科学家的共同智慧,提出了125个重要前沿问题,在这些问题里,生命科学问题占了46%,如果加上认知科学的9%,那生命科学可以说是占据了半壁江山。

这些现象都在佐证一个事实:未来是生命科学的时代。

为什么是这些年提出,而不是更早的20世纪初或更早的时候?

这并非偶然,其实,这是技术发展的必然结果。

02,生命科学的起步,是人类技术发展的必然

如果你对科学史比较了解,你或许会发出过疑问,为什么牛顿在17世纪就发现了万有引力定律,拉瓦锡在18世纪命名了氧气和氢气,而直到19世纪达尔文才观察并提出了进化论这种宏观理论,更是到了20世纪人类才重新发现遗传学并找到了人类遗传物质。

其实一个重要的原因在于,人们对科学的认知,总体上是从简单体系到复杂体系的过程。

在数学高度发展的基础上,通过数学来认知物理是早期物理的一个重要过程,也从基础上解读了这个世界的本质是原子。

而在这个基础之上,基于原子组合形成的分子世界认知,引领了化学时代。

生命科学呢?它是在复杂的化学分子基础上的更加综合的组成,有机分子之间复杂的生物反应,从分子到细胞到个体的越来越多样化综合性的复杂系统,对其的探究,必然离不开物理和化学甚至数学的奠基,正因为如此,生命科学的发展,一定是滞后的,有条件的。就像化学的发展让我们对生命的基础构成蛋白质、核酸等有所了解,而物理学的发展则推动了人类发现DNA双螺旋一样。

到了如今,我们已经具备了丰富的数学、物理和化学知识,所以我们开始开拓生命科学,这也将努力的解决人类亘古的几个终极问题:

我是谁?我从哪里来?我要到哪里去?

03,我是谁?

这是认知和起源问题,每一个都是宏大的命题。

认知问题可以说是生命科学的皇冠,我们大脑是如何运作的?我们的行为和心理是如何调控的?大脑各种功能以及疾病的机制是如何?人类能否额外利用大脑,比如脑机接口和人工智能?甚至,人类能否创造大脑?也就是,认识脑、保护脑、开发脑和创造脑【1】。

起源问题同样是如此,生命是地球本身的还是地外来的?生命最早期是DNA、RNA、蛋白质、还是其他的?生命进化过程的路径是如何的【2】?

04,我从哪里来?

这个问题至少有两个层面,起源问题和医学问题。

起源如上,医学问题上,人类性别起源和性别决定问题真的是XY导致的?人类早期胚胎的发育情形到底如何?能否在人造子宫中诞生人类?未来人类Y染色体会消失吗?人类的卵细胞能否再生?【2】

05,我要到哪里去?

这个问题主要是医学和认知科学问题。

前者决定了人类何时离开,毕竟疾病可以说是人类一直面临的问题,小到感冒发热,大到癌症、冠心病等,还有这几年流行的疫情,都是我们医学一直要努力解决的问题,而在医学的帮助下,人类预期寿命急剧增加,尤其是20世纪以来,这都得益于无数医生学者们的共同努力。而死亡的接受和未来,也是另外一个重要的话题,这个内容,生命科学目前也没有定义,所以至今依然有很多人相信死后有另一个世界【3】。

当然,生命科学的发展,不只是这些高大上的话题,更多的是为我们人类切实解决问题的。

当新冠等传染病肆虐的时候,我们需要疫苗和药物来应对,这就是生命科学在努力解决的问题。

传统疫苗制作周期长,面对快速变化的病毒,如何应对?新型疫苗就是利用免疫原理,基于抗原抗体识别机制,利用核心区域来进行设计,可以更加快速生产,并且及时调整。

传统药物研发周期长,而且往往是基于少数几种药物进行魔改,比如大家熟知的青霉素系列

氨苄西林.苯唑西林.阿莫西林等。但是面对层出不穷的生物,甚至抗药性,怎么破?

基于病原体结构进行设计从而研发出专属针对的肽类药物已经成为了新的选择。

这三年,新冠可以说是世界上的绝对主题词,基本上各种生活多多少少围绕着新冠来走。在应对新冠的时候,目前人类寻找到的最有效办法之一是:疫苗。

遗传病让人恼火,出生以后治疗困难,让人十分担忧。

这种情况下,三代试管婴儿技术可以基于基因预筛查的策略来避开有遗传缺陷的胚胎。

而对于显性遗传病,目前科研人员已经致力于使用基因编辑技术来进行解决,通过胚胎基因编辑的办法,直接从胚胎层面纠正遗传错误【4】。

甚至对于受遗传困扰的成人,目前也有前沿领域尝试用基因编辑然后导入的办法降低影响。

而像人类面临的器官损害最终导致全身受损而死亡的情况,解决器官问题已经成为了当今的重要思路。

至于无数人困扰的衰老死亡问题,更是如今研究的热点,科学家们四处寻找苦苦钻研各种抗衰老策略,甚至在动物上实现了一定程度的返老还童【5】。

可以说,生命科学的发展,其本质是服务人类,既有我们仰望璀璨星空时候的深思,更有脚踏实地的解决现在人类面临的生老病死问题。

因此,当科技发展到了今天,也到了生命科学起步的时候了。华为这次发布会,可以说是英雄所见略同,代表了当前世界无论是学界还是业界顶级智慧的关注和认知。

因为过去无数学界、业界人们共同的努力,为生命科学起步奠定了基础,我们开始有能力去探索生命体这个更加重要的存在,来真正的让科技回归到人类本身。

未来属于生命科学,这已经是一条非常明显的路,而我们当前的每一小步,都是在为未来打造一大步。

1 Elam J S , Essen D V . Human Connectome Project[J]. Springer New York, 2015.

2 Fischman, J. Reprieve for men: Y chromosome is not vanishing. Nature (2014). doi.org/10.1038/nature.

3 Mango S E . Generations of longevity[J]. Nature, 2011, 479(7373):p.302-303.

4 Koch L . Base editing takes a shot at disease in non-human primates[J]. Nature Reviews Genetics, 2021.

5 Loffredo F S, Steinhauser M L, Jay S M, et al. Growth differentiation factor 11 is a circulating factor that reverses age-related cardiac hypertrophy[J]. Cell, 2013, 153(4): 828-839.

生命科学的时代来了吗?

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生命科学的时代已经来临,未来属于生命科学,这已经是一条非常明显的路,而我们当前的每一小步,都是在为未来打造一大步。