百位科学家线上“马拉松”开脑洞



   哪些科学问题最值得关注？科学研究面临的最大挑战是什么？在昨天举行的第三届世界顶尖科学家论坛·莫比乌斯论坛上，主办方向参会科学家提出了这两个问题。今年的莫比乌斯论坛将贯穿三天会期，100多位参会科学家悉数登场，打造一场线上“科学马拉松”。

    生命起源问题、人体与机器结合、地球生物基因组计划……诺贝尔奖、沃尔夫奖等科学大奖得主面对提问显得“脑洞大开”，又富有科学理性。2016年诺贝尔化学奖得主本·费林加说：“生命起源是根本性问题，不要问我研究它们有什么用，因为科技发展正是建立在这类根本性问题上。”

    火星探测可能解开地球起源之谜

    在这个网络论坛上，2015年诺贝尔化学奖得主托马斯·林达尔和费林加都表示，生命起源问题非常值得关注。林达尔认为，近年来多个国家开展的火星探测，有可能在这个问题上取得突破。火星上一旦发现原始生命或生命遗迹，将成为解开地球生命起源之谜的钥匙。“另一方面，我们对地球上最原始的微生物也需要加强研究。目前这个科研方向面临的最大挑战是资金缺乏。”在林达尔看来，政府可加大这方面的科研投入，虽然它看似没有实用性，但作为最基础的科学问题之一，生命起源研究可以满足人类的好奇心，也有望引发生命科学、生物医药领域的重大突破。

    费林加是分子机器的发明人之一，他发现人体内存在大量具有机器功能的蛋白质等纳米级分子，并对它们进行了改造。这些分子机器在生命进化长河中是如何形成的？在生命起源阶段，一些分子如何集聚在一起并形成可复制的DNA？他认为，这两个问题值得生命科学、化学等领域的科学家深入探索。

    纳米级机器未来有望植入人体

    分子机器的发现和改造，也让费林加预测：纳米级机器未来有望植入人体，以激活人体的某些功能或修复身体机能。

    这位荷兰科学家以正在运作的摄像机举例说：“这台现在对着我的机器是一个非常复杂的系统，由许多不同的部件组成。请想象一下人体的各种生理机制，它们也都是复杂的系统。在漫长的进化过程中，我们身体里微型机器的不同部件需要很长时间才能组合在一起。科学家必须了解它们如何运作来实现复杂的功能，这就是我目前所面临的最大挑战之一。”

    未来如果能成功应对挑战，取得重大科研突破，那么多种机器就可能与人体结合，让一些人体缺失的功能重获生机。“虽然现在听起来有点吓人，但是当你老了，膝盖出现问题的时候，你可以选择植入人工膝关节或髋关节假体，那么为什么将来不能植入芯片来激活某种功能呢？或者植入一个小马达，在老人行走时提供帮助呢？”费林加说。

    基因测序有待人工智能介入

    2011年沃尔夫农业奖得主、“地球生物基因组计划”负责人哈里斯·李文表示，在自己的研究领域中，最大挑战是高质量基因组序列的数量非常有限。

    李文是加州大学戴维斯分校教授，他与华大基因生物学家张国捷等人联合发起了这项国际大科学计划，着重对包括所有植物、动物和单细胞生物在内的真核生物群体进行基因测序。目前，李文领导的团队拥有约6000个物种的基因组序列，尚未达到已知真核生物的0.4%。而在这6000个物种中，质量足够好、基因组进化特征被完全理解的不超过500种。“我们必须对所有真核生物进行基因测序，才能完全理解生命起源，也才能更加准确地预测生命的未来。”

    要实现这个目标，首先需要在高流量测序领域取得技术突破，实现超大规模的基因测序。李文说：“这方面的突破有赖于跨学科合作，我们要利用机器学习等人工智能技术来分析基因组的功能。”基因科学家与计算机等领域的科学家合作，有望推动生命科学的跨越式发展。