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图片来源@视觉中国
文 | 视察将来科技21世纪也是生物反动的一个世纪。作为生物反动的一部份，人类正日趋理解与咱们人体和大脑无关的一切首要数据，并按照集体及社会的需求改动和强化它们。固然，想要达到改动和强化人体的成果，还需求一定的工具，是这些工具赋与了人类史无前例的才能，加强了人类躯体那些天生的、无限的才能。
其中一项首要的工具，就是以后正在高速开展的纳米技术。实际上，纳米技术在得多畛域内都展示出有限的后劲，但纳米技术最首要的运用之一，仍是在于对人体的改动。人体中的纳米机器与当初的大型机械和电子装备不同，它们将会具备简直片面的生物属性，并与人体无缝结合，为疾病医治带来全新的将来图景。
回到份子世界
家喻户晓，纳米，是长度单位。
举个简略的例子，4岁孩子的均匀身高是1米。1米的千分之一，就是1毫米，这大略就是孩子头上一个虱子的长度。1毫米的非常之一，就是100微米，也就是1米的一万分之一大，概是就是人类头发丝的直径。
把头发的直径再除以10，就是10微米，一个普通的人类细胞的直径。这个时分，人肉眼曾经难以看见。细胞的直径再除以10，就是1微米，这是大部份细菌的长度。当初，取一个细菌，把它的长度再除以1000，后果才是1纳米，至关于十亿分之一米。这就是份子大小的度量单位。
份子是原子互相结合而成的。要知道，人体的每一个种疾病都是自份子始，以份子终的。有些疾病会致使份子在某一区域适度集中。假如胆固醇和斑块淤积，动脉就会变得狭隘，终究可能致使心脏发病作；或者份子在神经中会聚，形成克拉伯病，影响神经零碎内的信号传输，就会泛起代谢错乱。
而这个时分，试想，假如人类能开发一种技术，能进入一切的细胞，或者抵达动脉外部，打消这些无害份子，就能治愈得多疾病。可是要达到这个目的，就需求数十亿个微型镊子，穿透人体细胞去清算数万亿个无害份子。对人类医生来讲，这是不成能实现的工作，但纳米机器却无望胜任。
详细来看，对人类医生来讲，假如咱们要修正人体内的某个中央，好比去除动脉内的动脉粥样软化斑块，就需求开刀，侵入人体去革除梗阻。然而，假如强人类可以管制份子，就能间接溶解斑块，再把它移到不那末风险之处。
如今，计算机曾经能够管制咱们人类四周的得多货色，但临时还不克不及管制体内的份子。为了完成冲破，纳米机器人趁势降生，将来，纳米机器人将可以与生物体内份子互相作用。这些机器可以进入人体，与人体共处，还能够充任人体与这些份子间的接口。而人类需求做到的，就是给这些机器编程来指挥它们的行为。
试想，在不远的将来，纳米机器人可以在血液中携带份子，并且只要在凑近特定类型的细胞时才会释放份子，尤为是关于捣毁癌细胞来讲。事实上，癌性肿瘤无非就是一群疯狂分裂分散的细胞。假如纳米机器人可以精准杀灭这些癌细胞，也就克服了肿瘤。
此外，少量纳米机器人还会帮人类在体内进行巨大手术：割断和合成无害份子，革除坏死组织，或者将某种药物保送到有需求的特定细胞中。而且，通过适量编程的纳米机器人还能够交流，并沿着切口和伤口构建起架状构造。这些支架会帮忙生物细胞正确重组，重建受损组织。这样一来，纳米机器人就可以帮忙身材迅速无效地恢复。
另外，纳米机器人还能够做一些根底的计算。实际上，计算机也不外是一堆以某种形式衔接起来的晶体管，它们互相反映，造成有序的逻辑门，从而反对某些计算。无理论根底反对下，能够预见，将来，这些纳米机器人也能够在咱们的体内穿行时，评价人体的安康情况，并计算出需在什么时候释放特定的药物。
纳米机器人的筹备
能够说，纳米机器人可以承诺给人类的将来场景是极为美妙的。天天凌晨，人们能够服用一个装有纳米机器人的胶囊，它能够辨认体内感染、组织损伤、机体伤病、激素失衡等状况。
这些机器人还可以履行咱们设定的顺序，去除体内过多的无害份子——纳米机器人会给人类带来更好的糊口，并改良人类与四周世界交互的形式。而纳米机器人之所以可以承诺给人类如斯美妙的将来场景，离不开两方面的技术反对。
一方面，纳米机器人虽说是机器，但因为需求植入人体，因此，纳米机器人该当由咱们常见的生物资料构成的，即DNA和蛋白质，以便利人体的排汇。另外一方面，纳米机器人还需求拥有可编程的才能，只要让身材计算机化，医治才能够完成精准。因而，为了完成纳米机器人的可排汇和可计算，DNA纳米机器人技术由此降生。
详细来看，在两条互补的DNA单链靠得很近时，DNA双螺旋构造就会天然造成。这是由于，构成DNA的4种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶）能够分为两个互补的碱基对：A和T结合（且仅与T结合），而G与C结合；用生物学的书写形式表白就是A≡T，G≡C。脱氧核糖核苷酸的互补性，赋与了DNA份子在造成双螺旋构造以外，成为可编程构建资料的可能性。
准则上，迷信家们能够经过设计并分解DNA链搭建出恣意模板，其中的核苷酸被精心定位，因此它们可以与另外一链段上与它们互补的碱基结合，发明出可以被折叠成特殊状态的纳米构造。除了互补性之外，DNA还有个症结特性——在相对于较长的时间里，能够在构造上放弃不乱和刚性。
此外，因为纳米的尺度巨大，于是很难采取机械操作。假如没有最早进的显微镜，乃至都看不见它们，而DNA折纸术则为此带来了冲破——人们意想到能够利用DNA的小碎片充任“订书钉”，从而不乱地折叠DNA长链。
保罗·罗特蒙德在2006年证实，借助计算机顺序设计的DNA短链“订书钉”，能够将一些DNA长链结合在一同，使其可以自组装成恣意外形，这样一来，恣意外形均可以由长链DNA折叠而成。这些“订书钉”被设计成与长链DNA的一些特殊部位互补；当它们结合时，能够疏导折叠的过程。
另外，DNA阵列还被组装到人造的脂质膜上，这让它们有后劲构建出小区室以及更高阶的构造。基于此，将DNA构造附着到活体生物的膜上，就能被用作细胞上的把手，近程调控细胞功用。“DNA折纸术”的劣势在于，设计与构建都很简略，也很廉价，由于原始的DNA不需求再被分解。
稳健的DNA构造再也不摇摇摆摆，这一构造的发现才终于让构建纳米机械装备——具备可控静止才能的纳米机器人成为可能。在1999年，第一台DNA纳米机器人就曾经被制作出来了，第一台纳米机器人是纳米步行者，灵感来自马达蛋白的跨步行动，好比肌球蛋白行走举措。
让身材可计算
如今，在各类生物科技的改革下，人体愈来愈成为一个充溢计算元素的零碎。实际上，始终以来，都有迷信家称，每个身材细胞都是一台装有小型计算机的机器。肌肉细胞、神经细胞和肝细胞等都承受细胞核DNA的指令，而细胞核DNA就像一台微型生物计算机。
也就是说，假如咱们能管制细胞内的计算进程，或者最少能管制履行的指令，那人类的身材对咱们而言，就会像陶艺家手中的粘土。咱们就可以指点肌肉细胞的成长和繁衍而不损耗膂力，让骨骼组织以一样的速度继续发生新细胞来防止骨质松散症，或者让头皮上的毛囊再长出头发。
而这些，都将是生物纳米机器可以抵达的将来——未来，纳米机器人就可以像真实的微型计算机同样任务，成为DNA计算机。
实际上，1998年，以色列魏茨曼迷信钻研所的埃胡德·夏皮罗（Ehud Shapiro）提出这个概念时，过后，大少数的人们还其实不认可要把DNA当做一种编程言语和计算元夙来使用。彼时，夏皮罗还引见了一种假想的机械图灵机，并表现，在此根底上，能够创立份子图灵机。
如今，事实曾经证实，用DNA制作份子计算机并不是不成能。好比，哈佛大学的钻研人员曾经证实了一种能将少量信息紧缩到生物介质中的新办法，在1克DNA中紧缩700太字节的信息。
这么多的信息至关于100万张CD，或者233个容量为3000千兆字节的硬盘，总重约150千克一项钻研标明，假如改动基因代码某些区域的形态来代表1和0，摹拟计算机比特，就有可能把DNA变为真实的计算机。这类计算机能够判别一个细胞是不是有癌变特性。假如有，就将其杀死。固然，也许人们可能还要很久能力造出一台万能的DNA计算机，但这其实不阻碍人们为此而致力。
固然，跟着纳米机器人到来的，除了美妙前景，更有躲藏的危险与应战，其中最首要的一点，就是对纳米机器人的管制。无疑，纳米机器人是极具推翻性的创造，而这类创造必需有一个紧迫按钮，能够封闭，并把它从人们身材上移走。要确保这些机器不克不及复制，也不克不及在人与人之间传布。
对人类来讲，要掌控这些可以自我复制的机器并非一件简略的事件。假如失控，这些机器就可能会被释放到环境中，而人类却无奈把它们都封闭。这也就是为何迷信家们当初正在钻研各种开关，植入细菌或其余生物机器中，以便这些机器在跑进外界环境一按时间后自毁。
毫无疑难，生物机器将在将来几十年帮忙人类应答各种各样的疾病。它们会比目后任何一种药物都无效，并且反作用更小。它们可能会让数十亿人的生命延伸许多年，还能解救得多人的生命。
但这还只是一个小小的预言，更大的预言，是人类行将走向一个加强的世界，将来的人类将是降级版的人类，而降级版的人类也势必面临咱们明天所未曾想到的应战。（本文首发钛媒体APP） |
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