哈佛大牛乔治·丘奇George Church亲口说:活到2050年就有望长生不老,前提是……
专访乔治·丘奇:基因咨询比基因治疗更厉害?还有,2050年你将开始“续命”!
乔治·丘奇认为生物技术正以超摩尔定律的速度发展。他预测2050年左右可能实现“长寿逃逸速度”,届时每年科技进步可延长寿命超过一年。他强调了基因疗法递送、找到控制复杂性状的“关键基因”以及利用AI设计蛋白质和新材料的巨大潜力。
乔治·丘奇是哈佛大学医学院的遗传学教授,也是美国国家科学院和工程院的两院院士。这老哥在学术圈属于“祖师爷”级别的人物——你要列过去几十年生物学的重大突破,从人类基因组计划到CRISPR基因编辑,从逆转衰老到让灭绝动物复活,他全都掺和过。2017年《时代》杂志把他评为全球最具影响力的100个人之一,这头衔还真不是吹的。
他还有个外号叫“基因组学之父”。这名字怎么来的呢?1984年他还在读博士的时候,就开发出了第一种直接基因组测序的方法,给后来所有测序技术铺了路。你想想看,人类基因组计划能启动、能把测一个基因组的成本从30亿美元干到几百美元,这里面都有他的功劳
丘奇最与众不同的地方,不是光在实验室发论文。他创办了超过50家生物科技公司。他的实验室简直是个“创业孵化器”,从基因递送公司Dyno Therapeutics到抗衰老公司Rejuvenate Bio,都是从他手里长出来的。
他带出来的学生也特别能打。华人科学家张锋(就是那个在CRISPR领域和大名鼎鼎的Jennifer Doudna打专利战的哥们)、做猪器官移植的杨璐菡,都是他的弟子。你甚至可以说,整个基因编辑产业的半壁江山,都跟他有关系。
丘奇做的项目,用“天马行空”来形容一点都不夸张。
首先,他在抗衰老领域搞得特别猛。2022年他发表了一个研究,用基因疗法让老年小鼠的寿命延长了109%。不是让老鼠多活几天,是翻倍地活。他找到三个关键的“长寿蛋白”——FGF21、αKlotho和sTGFβR2,用基因疗法让它们在身体里持续表达,就能同时对付肥胖、糖尿病、心力衰竭和肾衰竭这四种老年病。
其次,他在搞“复活猛犸象”。这事儿听着像科幻片,但他真在干。他计划把猛犸象的关键基因(比如能抗冻的毛茸茸基因和耐寒的血液基因)编辑进亚洲象的基因组里,造出一头“功能上等于猛犸象”的大象。他还用类似的技术复活了恐狼——不是100%的古董复制品,而是一个具备那个物种关键特征的新版本。
还有猪器官移植。他用CRISPR技术把猪体内那些会引起人体免疫排斥的基因给敲掉了,还清除了猪内源性逆转录病毒(就是猪基因组里自带的、可能感染人类的病毒)。2024年1月,基因改造的猪肾被成功移植到人体,成了全球存活时间最长的异种肾移植案例。
这老哥小时候其实是个学渣,还有阅读障碍
你要觉得丘奇从小就是天才,那可就错了。他小时候阅读特别慢,字在纸上像会跑一样,后来被诊断出有阅读障碍。但他有个补偿技能:对图像的记忆和理解能力超强,所以理科成绩一直特别亮眼。
更离谱的是,他读博士的时候因为太专注于搞科研,一门课挂了科,直接被杜克大学退学了。但他也没太当回事,很快就在权威期刊上发了一篇论文,然后转头去了哈佛。1984年博士毕业,两年后就被哈佛聘为教授。从被退学到哈佛教授,这剧本也就他能写出来。
核心意思:生物技术正在加速,未来可能让我们活得更久、更健康
说白了,今天聊的这事儿特别简单。有个叫乔治·丘奇的科学大牛,他干的事儿基本就是改写了生物学的教科书。从人类基因组计划到基因编辑CRISPR,再到让动物起死回生、逆转衰老,他都掺和了。你要问我他到底有多牛,这么说吧,你想找出过去几十年跟他没关系的生物学大发现,比找独角兽还难。
这次聊天主要就一个意思:生物技术的发展速度跟坐火箭似的,尤其是基因疗法、抗衰老和用AI设计新材料这些方面。丘奇觉得,大概到2050年左右,我们就有可能实现“长寿逃逸速度”,也就是说,每过一年,科技就能把你的寿命再往后推一年以上,甚至更多。这不像电影里那种吃了就长生不老的仙丹,而是我们身体会越来越健康,衰老这个讨厌鬼会被我们一步步打跑。
当然,这里头也有风险,比如有人可能会用生物技术干坏事。但丘奇的态度挺乐观,也挺实在的。他觉得,只要咱们方向对,比如多搞搞基因咨询来预防遗传病,把基因疗法用在对付癌症和衰老这种常见病上,再用上AI帮忙设计和筛选,那未来的生物学绝对能搞得风生水起。
我们啥时候能实现“长寿逃逸速度”
咱们先聊最刺激的。啥是“长寿逃逸速度”?简单说,就是有这么一年,从这一年开始,科技每年给你续的命,比你这一年活过去的命还要多。你就像踩了油门一样,永远跑在死神前头。
丘奇觉得这个点大概在2050年左右。他可不是拍脑袋瞎说。你看现在生物技术,尤其是理解衰老和治疗衰老这块,进步快得吓人。以前我们只能这儿修修补补,那儿换换零件。现在呢?科学家发现好多跟衰老有关的病,比如心脏病、关节炎、痴呆,它们的根源可能是同一套“衰老机制”。所以一治就能治一串,效率高多了。
更关键的是,很多抗衰老的药和疗法已经进了临床试验。这可不是纸上谈兵。所以丘奇说,如果咱们能健健康康活到2050年,也就25年后,那大多数现在听这个音频的人都有很大机会赶上这趟“长寿高铁”。而且,你越接近那个点,身体反而会比你现在预想的要好。这不是说突然有一天你从病秧子变成超人,而是你的健康水平会一点点地、持续地往上涨。
你可能会问,有没有可能遇到一堵物理墙或者经济墙,啪叽一下卡住了?丘奇觉得不太可能。当然,想把人的寿命延长到像弓头鲸那样两百岁,光靠体细胞基因治疗(就是只改你身上的细胞,不改精子卵子)够不够?丘奇说,大概率够,而且必须靠这个。为啥?因为全球80亿人都已经出生了,他们的生殖细胞已经定了,你不可能回头去改。所以,只能在我们这些活人身上做文章。
那大脑怎么办?大脑里的细胞基本不怎么换。丘奇说,可以用“忒修斯之船”的办法,一点一点地把新的、年轻的干细胞引进大脑,让它们慢慢学会老细胞的活儿,再把老细胞替换掉。最关键的记忆和连接,尽量保留。这个想法听着科幻,但已经有公司在尝试了,比如他的公司Dyno Therapeutics,就用AI把靶向大脑神经元的基因递送效率提高了一百倍。
所以,2050年这个目标,听着挺靠谱。
基因疗法能搞定我们身上所有细胞吗
要给我们全身的细胞都来一次基因升级,首先得有个快递员,能把“基因修改包”送到每一个角落。现在有没有这样的快递员?丘奇直接说,目前没有接近的。
但别灰心,这也不是物理定律说不行。主要是实际操作问题,比如你得打多少针才能覆盖全身?好消息是,我们越来越懂得怎么让这个快递员(通常是一种叫“衣壳”的病毒外壳)精准地找到特定组织。比如刚才提到的,针对大脑神经元的衣壳,效率提升了一百倍。
而且,很多时候你根本不需要100%的细胞都被修改。比如有些病,你只要让体内1%的细胞能生产某种缺失的酶,病人就好了。甚至不需要在原来的地方生产。你可以让肌肉细胞临时客串一下免疫细胞,或者让肝脏细胞生产大脑需要的某种蛋白,只要它能分泌到血液里就行。
所以,虽然做不到完美覆盖,但基因疗法的“有效覆盖”已经越来越可行了。这不是一个非黑即白的问题,而是一个怎么聪明地达到治疗目标的问题。
搞“起死回生”到底图个啥
丘奇的公司Colossal最近宣布他们“复活”了恐狼(一种远古巨型狼)。然后他们还说要复活猛犸象。这事儿听着就热血沸腾是吧?但丘奇很冷静,他跟你聊的是另一个角度。
他说,我们到底在复活什么?一个百分百原版的古代动物?其实不是,也没必要。比如猛犸象和现代亚洲象的基因差可能有上百万个碱基对。但问题是,随便两只亚洲象之间也有上百万个差异。那啥叫“猛犸象”?更多的是看它的生态功能。比如你给它加上长毛、脂肪层、适合寒带的血红蛋白,它放到西伯利亚能拱雪、能压草,维护冻土层,这就行了。
这更像是一种合成生物学。我们关心的是“最小干预原则”:最少改多少个基因,就能让一头亚洲象具备猛犸象的核心特征?这比追求完美拷贝有意思多了,因为你能学到规则。比如恐狼,他们做出来的肯定也不是1.0原版,而是2.0版本,以后还会有3.0。
这里头有个极有意思的规律:很多你以为需要几千个基因才能控制的复杂特征,比如体型、毛色、脑袋大小,可能改那么二十个关键“旋钮”就能完全变个样。这就像你调汽车,不用把所有螺丝都动一遍,拧几个关键螺母,整车性能就天翻地覆。
那么,能不能用这个思路搞点别的?比如……智商?丘奇马上刹车了。他说,这事儿先别提急不急。首先,把现在这80亿人的潜能发挥出来,让每个人都健康、都获得良好教育,那已经是另一个世界了。至于改智商,太复杂,也太危险,不是当务之急。
怎么找到控制复杂特征的“上帝旋钮”
刚才说拧几个关键螺母就能改变很多,那这些“上帝旋钮”上哪儿找去?丘奇给了几个方法。
第一个,也是目前最主要的,就是“全基因组关联分析”。简单说,就是把一大群人的基因和他们的特征(比如身高)拿来搞大数据分析。哪个基因位点跟身高关系最铁?结果发现,身高这玩意儿受一万多个基因影响,每个贡献一丢丢。
但是,有个叫“生长激素”的玩意儿,就一个基因,你搞乱它,人就长得特别矮;你让它过度工作,人就长成巨人。这不就是一个“旋钮”吗?所以,虽然复杂的特征背后有很多基因,但进化往往给我们留下了几个超级控制杆。我们的任务就是找到它们。
第二个方法是,从具体的细胞类型入手。比如你想把一个干细胞变成一个神经元。别瞎猜,直接去看看一个成熟的神经元里,是哪些转录因子(控制基因开关的蛋白质)在活跃。然后把这些转录因子的基因,一股脑地送到干细胞里去试试。结果发现,有时候只需要一个转录因子就够了。丘奇的公司GC Therapeutics就是干这个的。用这个“抄作业”的办法,几乎可以找到生成身体里任何一种细胞类型的“配方”。
所以你看,方法是有的,而且越来越简单粗暴有效。我们不是在瞎蒙,而是在用工程学的思路,先做减法,找到最小必要元素,再用这些元素去搭建更复杂的系统。
为什么合成生物学让人晚上睡不着觉
聊到这儿,话题就得转一转了。这种能造物、能改命的能力,万一被坏人用上了呢?比如搞个“镜像生命”。镜像生命是啥?咱们现有的生命,DNA双螺旋都是右旋的,氨基酸都是左旋的。你可以造出镜像版,所有东西都反过来。这东西吃不了我们的食物,也感染不了我们,理论上很安全。但万一有人故意把它武器化,让它能攻击正常生命呢?那它对我们现有的免疫系统、抗生素来说,就是个看不见的幽灵。
丘奇是警告过“镜像生命”危险的论文作者之一。他说,问题的关键不是这东西技术上能不能造出来,而是当它便宜到一定程度,总会有某个疯子或者某个组织想试试。历史上,一个人能造成的破坏越来越大。过去你赤手空拳,也就打个架。现在一个有技术、有恶意的人,理论上能毁掉一个城市。
那怎么办?丘奇认为,光靠科学家自己搞“自愿暂停研究”和“道德禁令”是不够的。就像之前有人偷偷用基因编辑搞出了基因编辑婴儿,其实圈里很多人都知道,但没人举报成功。所以,我们需要真正的监控体系、明确的惩罚后果,还要有方便的吹哨人渠道。当然,最好是从根源上减少有人想这么干的动机。比如解决社会不公、改善精神健康、消除饥饿和战争。听起来像要解决所有社会问题,但丘奇说,可能这就是必须付出的代价。
既然技术这么牛,为啥我们还没看到奇迹
既然基因测序成本降了一百万倍,合成成本降了一千倍,CRISPR随便用,为啥癌症和老年痴呆还没被干掉?我手里的iPhone都换十几代了,生物学的“摩尔定律”失灵了?
丘奇说,其实没失灵。生物学的进步速度比摩尔定律还快一点。只不过它来得比较晚,我们还不能像站在电子工业巨人肩膀上那样看得那么远。而且,我们已经看到成绩了:罕见病被治愈了,新冠疫苗一年内就搞出来了,这些都是实打实的奇迹。
那2040年会啥样?也就15年后。丘奇觉得,药物审批可能会更快,比如从10年缩短到1年。更关键的是,药物设计本身会因为AI而成功率大增,成本暴跌。到时候,新药数量可能翻100倍。你甚至可能不会叫它们“药”,而是某种混合体,比如基因治疗加智能软件,帮你和医生做决策。
那么,到底是什么在推动这一切?不是单一技术,而是一连串的“阶跃函数”。比如从老式的桑格测序跳到新一代测序和纳米孔测序,这就是一次飞跃。AI与蛋白质设计的结合,又是一次飞跃。下一个飞跃,可能是AI与发育生物学的结合。一旦我们搞懂“怎么用DNA做编程语言,长出任意的形状”,那才是真正的工业革命。
为啥不用生物造点更牛的东西,比如超导材料
你可能会问,既然生物都能精准到0.4纳米,还能三维构建,为啥我们电脑芯片还在用40纳米(线距)的工艺?用生物造个一纳米芯片不行吗?
丘奇说,其实方向不是用生物直接造芯片,而是用生物的方法去制造材料。过去的障碍是,生物只会用那20种标准氨基酸,这些材料不导电也不半导体。但现在,合成生物学可以让我们引入“非标准氨基酸”,这些氨基酸能带上各种金属元素,整个元素周期表都能往里塞。
有了这些新材料,理论上我们可以用生物制造出室温超导体。方法也很“生物”:不是去算量子力学方程,而是直接干“进化”那套。你可以一夜之间造出上亿亿个不同的材料变种,给它们都打上条形码,然后一股脑扔到测试环境里,看哪个能赢。这就像搞超级海选,谁行谁上。这种“物理实验”比任何电脑模拟都靠谱,因为你是来真的,不是做假设。
丘奇甚至设了个小目标:别上来就核反应堆,先让细菌造个能用的收音机出来再说。
基因咨询:被严重低估的超级省钱神器
聊到这儿,丘奇突然说,其实现在最被低估、最该被炒作的技术,不是基因编辑,而是最老土的“基因咨询”。说白了,就是两口子准备生孩子前,查查各自带不带什么隐性遗传病的坏基因。如果都带,要么换个人生(开个玩笑),要么做试管婴儿,筛选掉那个坏胚胎。
这个办法效果惊人。有个叫Dor Yeshorim的组织从1985年就开始在特定群体里搞这个,直接消灭了好几种严重的遗传病。成本极低,100美元测个基因组,回报率至少十倍。因为一个严重遗传病孩子的一生,会给家庭和社会带来上百万美元的损失。
那为啥这么牛的技术没人搭理?因为大家总觉得,“我倒霉的概率才3%,97%是好的,干嘛折腾?”但丘奇说,这逻辑不对。要是赌马,97%胜率你当然下注。但这是孩子的一生啊。而且,大家有“电车难题”心理:我不管,孩子出事就不是我的错。但丘奇犀利地指出,不作为也是一种选择,就是你的错。
所以,他直接给他自己的基因治疗公司建议:别盯着那些罕见遗传病治了,那些病应该用基因咨询去预防。你们去搞常见病,比如跟衰老有关的病,或者传染病。新冠疫苗其实就是一种基因疗法,20美元一针,60亿人用了,效果拔群。这才是基因疗法的用武之地。
乔治·丘奇的实验室为什么这么能打
你可能好奇,为啥就他这一个实验室,能孵化出100多家公司,从CRISPR到抗衰老到起死回生,全占了?
丘奇很谦虚,说主要是赶上了好时候、好地方。波士顿这个地方,把MIT、哈佛、一堆药厂和风投都塞进了一个步行可达的范围。这人一扎堆,就容易出火花。
然后是他的实验室文化。他招人三个标准:第一,要“nice”(好相处)。天才不天才另说,人好是首要。结果他的学生和博士后校友遍布全球,关系还都挺铁,这在残酷的科研圈简直是个奇迹。第二,要“多学科”。一个人最好会两门以上的技能。这样组队的时候,A有技能1和2,B有技能2和3,俩人一碰,就能学会对方的另一项。第三,当然是自驱力。
最后,他也承认,他自己和实验室一直坚持一个事儿:死死抓住基础研究和社会需求之间的联系,从第一天起就想这东西能不能用。这让他总能踩在时代的指数级增长的浪尖上。就像跳伞,你以为是自己牛,其实是大风(技术进步)在猛吹。
最后,生物和AI怎么一起飞
既然AI发展这么快,未来20年很可能出现通用人工智能,那我们搞生物的还要干嘛?
丘奇先泼了盆冷水:别急,AGI很危险,安全问题是首位。在没有绝对把握前,我们应该猛攻“狭义AI”在科学上的应用,而不是急着搞一个能跟你唠嗑的超级智能。
但如果安全解决了,那画面就很美了。AI会让我们几乎拥有完美的健康。它会加速新药和疗法的诞生。反过来,更健康的人类能更好地和AI协同工作,形成一个“人+机器”的超级团队,一起去解决更复杂的问题。
最后的最后,他想说的是,最激动人心的未来,不是谁取代谁,而是人和生物技术、人工智能和谐地搅在一起,把我们都变成更健康、更聪明、活得更久的地球居民。这个结局,听着还不错。
生物进化到底是什么?
在这次的访谈里,乔治·丘奇没有给“生物进化”下一个教科书式的定义。但他通过自己正在做的事情,尤其是通过“定向进化”和“合成生物学”的方法,非常生动地表达了他对进化本质的实际看法。
我们可以从他说的话里,总结出他对“进化是什么”的这几个理解:
1. 进化是一个缓慢、随机但极其强大的“搜索”过程
丘奇提到,自然进化在漫长的时间里,可能每隔一百万年的时间,才能完成几个碱基对的改变。这个速度非常慢,而且充满了大量的“中性突变”(没用的)和“致死突变”(直接死掉的)。它的效率不高,但它找到了生物这套无比精巧的系统。
2. 进化是“省力”的,它只选择当时“够用”的路径
既然进化了四十亿年,为什么没演化出超过20种氨基酸或者更高效的DNA编码?
丘奇的回答很直接:进化倾向于选择“当时管用的”。
生物要投资一套全新的碱基对系统,成本太高了,但好处却说不清楚。在进化的“官僚体系”里,每一步改变都必须有立竿见影的好处。它不像人类工程师,可以为未来一个宏大的目标先忍受没有回报的阶段。
这也是女人比较现实的生物进化本能:每一步改变都必须有立竿见影的好处,也落得头发长见识短,但是女人的双X染色体说明了她们是基因忠臣守护者,当然也是坚定的基因“奴隶”!
女人拜金导致结婚率下降,人口减少,最终反噬了进化的目的,基因进化底线是将自己永远存在下去,某个肉身只是其寄生的载体,基因对这个载体的最低要求是让我寄生到你发育,基因能通过精卵子结合再传承下去。女人那么漂亮就是为了吸引你精卵结合,一旦发育完成,你的肉体就对基因无任何价值,自生自灭。
3. 人类现在可以把进化的速度提升到极致
这一点是丘奇在访谈中反复强调的核心。
他说我们可以在一个下午,完成十亿年的进化。
怎么做?就是用“大规模平行实验”和“文库筛选”的方法。我们不再像自然那样随机地、盲目地等待突变,而是有意识地制造出数十亿甚至万亿个变种(比如蛋白质变体),然后设定一个筛选标准(比如“看谁结合力更强”),让这些变种在试管里“优胜劣汰”。
简单说,他把进化从“自然选择”变成了“主动设计”,把进化速度从“百万年”提升到了“一下午”。
总结一下丘奇的观点
他眼中的“生物进化”,在自然状态下是一个极其缓慢、保守、只求“能用就行”的随机试错过程。但他认为进化最精彩的地方在于,它给我们留下了一套可以用来“编程”的通用语言(DNA、蛋白质)。
现在人类掌握了这套语言,就可以接管进化的方向盘,有目标、有方向、飞速地创造自然界从未出现过的新功能、新材料。对他来说,进化已经不再是一个需要被动等待的历史过程,而是一个可以主动操控的工程学工具。