国际先驱导报文章 在世界上最具声望的工程学院——麻省理工学院（MIT）发生了一件令人吃惊的事情。1个多月之前，该学院的教员进行了一次投票，决定开设一项全新的本科专业。这在一个规模稍微小一点的大学当中，可能是一件司空见惯的事，然而，MIT的新专业向来只为那些最尖端的科学或者技术预留。该学院上一次增设新课程是近30年前，在语言学和哲学方面的萌芽领域。

    这门学科——生物工程学，承诺在生命如何运作方面建立一种新的理解，并且随着时间的推移，利用来自生命本身的材料——DNA、细胞、蛋白质和氨基酸来制造更好的药物、从岩石中提取矿物、把太阳光转化成氢，甚至设计一种全新的能够以一种事先设定的方式行为的生物体。

    如果你认为这将开启生物技术的一个新纪元，那么你错了，因为它的意义已经超乎于此。生物学工程师们将能够拆分组成生命的微型结构，并按自己的意图重新组装它们，而且这一过程将拥有一种目前的生物学家无法实现的数学上的精确程度。他们甚至将为一种生物体的DNA编程，让它能够长成一栋房子，让你以此为家。如果说是上帝创造了人类，那么从某种意义上来说，生物工程将让人类也成为上帝。
设计建造生命体系

    这一学科在MIT已经发展了近10年的时间，它在一群工程师当中生根发芽，这些工程师意识到在来自世界各地的基因组排序方面的数据洪流中呈现出了一些十分有趣的机遇。

    “生物工程学并不非得是理解体系本身，我们希望能够设计和建造生物体系，让它们来履行特殊的用途。”生物工程学副教授、该科目的权威之一德鲁·安迪指出。安迪希望能够创造出例如一种处理信息的计算器。也许你会想：现在的电子计算器还不够多，不够便宜吗？请等一下，生物学工程师并没有想要取代现有的技术的意思。他们希望开发出许多新功能，也许是你从来也没有想到过的。“运用生物学技术来进行信息处理的意义并非要取代你的笔记本电脑。我们希望能够运用以生物学为基础的计算技术把一定量的记忆和逻辑移植到没有这些的地方——比如说你肝脏当中的细胞。”

    设想在一个肝脏细胞中建立一个生物学计算器，每当细胞分裂时，它就会被触发。另一种生物学装置用于监视这种计算器，如果该细胞分裂超过200次，（用其它话来说，细胞分裂已经失控，很可能成为一个肿瘤），这个细胞就会被杀死。这将会是攻克癌症的一种十分有效的方法——不需要进行麻烦的化疗或者是手术。

    即便是这种简单的想法离我们还是比较遥远，但是它大致描绘了工程师们在生物学中看到的潜力。“对于机械和电子工程师来说，一个计算器就是一个微不足道的系统，对于生物学的工程师而言，制造计算器是一种十分有挑战性的梦想。”安迪说。

    生物技术走向精确化

    1998年，因为在生物学领域看到巨大的机会，MIT设立了生物学工程系。世界各地其它的大学可能已经开始类似的研究，但精力没有如此集中。

    生物学工程系的系主任道格拉斯·劳芬博格指出，自从1953年发现DNA的结构，科学家们已经知道他们能够利用这种知识开发出新技术。然而，这一过程是无比漫长的。初期的生物学工程师有点失望，因为在数十年的研究后，大部分的生物工艺学——从遗传学控制到药物的发明——都是不精确的。现代生物技术只是在黑暗中开枪，严重地依赖于反复进行实验，而且结果很难控制。

    生物工程学与目前的生物工艺学等领域最大的不同就是它将运用精确的数学模型来预测行为。目前，生物工艺学家们正在做的是识别有趣的蛋白质和化合物；然后，由化学工程师们来弄清楚怎样大规模地生产它们，其中并没有“工程”正在进行。严格意义上的工程学涉及从一种系统的精确的数学模型开始，模型必须经过测试来确定它在一系列的情况下是如何运作的。最终，系统必须用原材料按照严密的规格建造而成，只有这样才能按照预知的方式行为。“就像是设计一个汽车引擎，如果我改变空气－燃料的比例或者点火的温度，你能够准确地预言将会发生什么。”劳芬博格打了个比方。

    对于像安迪一样的工程师来说，他们希望最终能够控制生物学系统，就像今天控制复杂的物理和化学系统那样。

    标准化的生物学元件

    如果生物学真的要成为一项工程技术，工程师们就需要开发出标准的生物学元件，就像是标准的螺丝钉那样，能够组装到所有的应用系统中。某些生物学工程师可能需要理解原子层次的相互作用，例如，一种氨基酸与DNA的一部分之间存在的相互作用。然而，其他人只需在工作的时候把它当作想当然的事情。标准化能够把一些复杂的问题向那些并不需要看到这些问题的人隐藏。

    电子工程师们有晶体管、电容器和电阻器，生物学工程师们则将有“生物砖块（biobricks）”。Biobricks是MIT一个对生物学感兴趣的计算机科学家造的一个词，意思是：DNA的一个片断所包含的信息以及它所编码的功能。就像是电子学科中的零件一样。许多的Biobricks将组合成一种装置，行使一定的功能；许多的装置将组合成系统来完成一定的任务。安迪已经开始了这样的工作。在过去的几年里，他的biobrick库已经发展到拥有500个基本的零件。在将来的几年中，他预计这个数字将上升到超过1万。

    在这样一个充满着各种可能的领域，对于研究人员而言，很难描绘出将来是什么样子。但是，劳芬博格确定，在50年内，整个的医药工业将在生物工程学的基础上运行，不再需要反复尝试和反复犯错。

    MIT把这种希望寄托在攻读这门新专业的学生身上。第一学年MIT只招收20个学生。随着世界各地的大学院校追随MIT的步伐，学习生物工程学的人将越来越多，人类成为能够操纵生物界的“上帝”的日子也越来越近。(朱青青)