（2010o威海）二十世纪八十年代以来，遗传学毪速发展带来的成果，正逐渐颠覆人类对生命的传统认识，福兮！祸兮！现在，就让我们一起走近这些遗传学的新成果．（1）1982年，美国“转基因超级鼠”实验的成功，标志着转基因技术的成熟．如图呈现了转基因超级鼠的获得过程，最终，被注入大鼠生长激素基因的受精卵发育成了个体较大的超级鼠．该实验研究的一对相对性状是鼠的大和小，该实验结果说明：基因控制生物的性状．（2）1996年，克隆羊“多莉”诞生．它的身世与三只母羊有关：A、羊提供乳腺细胞核，B、羊提供去掉核的卵细胞，C、羊提供胚胎发育的场所．而“多莉”长得几乎与A羊一模一样．该实验结果说明：遗传物质存在于细胞核中．（3）日，美国一个研究小组在《科学》杂志上报告，他们成功研制出了一种人造生命，被项目负责人起名为“辛西娅”（意为“人造儿”）．这种“人造生命”的研制方法为：用小分子有机物人工合成单细胞生物A的DNA，然后将其植入内部被掏空的单细胞生物B的体内，使之“起死回生”并开始繁殖．根据上述资料分析，该实验成功的标志是“辛西娅”具有了生命的哪一项基本特征？繁殖你认为“辛西娅”的后代应该与上述哪种单细胞生物更为相像？A．
解：（1）同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状．鼠的大和小，是鼠的个体的体量大小，是同一性状的不同表现形式，是相对性状．因此该实验研究的一对相对性状是鼠的大和小，超级鼠体量增大（体量大小是一种性状）是大鼠生长激素基因作用的结果，由此得出基因控制性状的结论．（2）细胞核是遗传的控制中心，它里面含有遗传物质，能够传递遗传信息．A羊的细胞核内含有该绵羊全套的遗传基因，通过无性生殖产生的多利羊，其遗传基因全部来自于A羊，所以克隆羊多莉的性状与A羊相似．通过这个实验，我们知道，细胞中的遗传物质存在于细胞核中．（3）生物具有一下生命现象：1、生物的生活需要营养．2、生物能够进行呼吸．3、生物能排出体内产生的废物．4、生物能够对外界刺激作出反应．5、生物能够生长和繁殖．6、除病毒外，生物都是由细胞构成的．用小分子有机物人工合成单细胞生物A的DNA，然后将其植入内部被掏空的单细胞生物B的体内，使之“起死回生”并开始繁殖．该实验成功的标志是“辛西娅”具有了生命的基本特征是繁殖．细胞核是遗传的控制中心，它里面含有遗传物质，最主要的遗传物质是DNA，通过无性生殖产生的“辛西娅”，其遗传基因全部来自于A，所以“辛西娅”的后代应该与A种单细胞生物更为相像．故答案为：（1）鼠的大和小；基因控制生物的性状（2）遗传物质存在于细胞核中（3）繁殖；A此题考查的是相对性状，基因控制性状，细胞核是遗传信息库，生物的特征，克隆的特点，据此解答．新功能、新界面、新体验，扫描即可下载生物谷APP5.0版!
>> &搅局者&&&CRISPR技术
“搅局者”——CRISPR技术
来源：生命奥秘
继PCR技术之后的史上最强基因编辑技术将给生命科学带来巨大的改变，但是人们的担心也随之而来。
3年前，美国加利福尼亚州旧金山市Gladstone研究所（Gladstone Institutes in San Francisco， California）的遗传学家Bruce Conklin想到了一个能够改变他们实验室工作流程的新办法。Conklin的研究方向是DNA变异与人类疾病的关系，但是他感觉他们的实验方法和流程非常的复杂，而且不管用。比如他们在对患者的细胞进行研究时就很难确定哪些序列与疾病有关，哪些信号是背景噪声。往细胞里引入一个突变也是既费时、费力，又费钱的一项大工程。“改造一个基因就是我们一个研究生的课题。”Conklin介绍说。
2012年，Conklin看到了一篇刚刚发表的，介绍CRISPR技术的文章。使用这种技术，可以快速对DNA进行改造，而且几乎不受物种的限制，当然也能够对人类的DNA进行遗传学改造。Conklin很快就放弃了他们之前的研究策略——构造病理模型，转向了CRISPR这种新技术。Conklin等人正在对一系列与心脏疾病有关的基因进行改造，他兴奋地指出，CRISPR技术给我们带来了彻底的改变。
很多人都有着与Conklin一样的感受，大家都认为CRISPR技术正在给生物医学研究带来一场巨大的改变。与其它基因编辑技术（gene-editing methods）不同的是，CRISPR技术更便宜、更便捷，所以出现之后立即席卷全球。科研人员们希望用这种技术对人类的基因进行改造，以达到治疗疾病的目的，同时也希望使用这种技术创造出抗病、抗虫等抵抗力更强的植物，以及其它很多新的用途。美国纽约康奈尔大学（Cornell University in Ithaca， New York）的遗传学家John Schimenti表示，自从踏入科学的殿堂以来，他亲身经历过两大科技进步，那就是PCR技术和CRISPR技术。PCR技术是诞生于1985年的一项基因扩增技术，它给遗传工程学带来了革命性的改变。CRISPR技术也和PCR技术一样，正在从方方面面影响着生命科学的发展。
虽然CRISPR技术有着诸多的益处，但是也有一些科学家对此表示担忧。他们担心科技发展太快，而与此相关的伦理和安全问题却没能跟上，所以有可能带来问题。比如今年4月，CRISPR技术就受到了公众的关注，因为有科学家使用这种技术对人体胚胎进行了改造（Nature 520， 593–595； 2015）。这个经过改造的胚胎是一个不能发育为完整生命体的胚胎，但是尽管如此，该消息还是引起了热烈的讨论，讨论的焦点就是究竟能否使用CRISPR技术对人类基因组进行可遗传的改造。除此之外，还有一些其它的担忧。比如有些科学家就希望看到更多的研究，以验证CRISPR技术是否会给基因组带来非目的性的、其它的、有可能存在风险的改变。再比如美国加利福尼州斯坦福大学（Stanford University in California）的系统生物学家Stanley Qi就认为，CRISPR技术的门槛非常低，任何实验室都能够掌握这项技术，既不需要耗费巨资购置实验设备，也不需要对实验人员进行长达数年的培训。所以我们应该好好想想，怎样才能更好地使用这项新技术。
一直以来，生物学家们都能够应用各种分子生物学技术，对基因组进行编辑操作。大概在十年前，出现了锌指核酸酶（zinc finger nucleases），它能够以很高的准确度和效率进行基因组编辑，所以科研人员也为此兴奋了好一阵。但是据美国马萨诸塞州布兰迪斯大学（Brandeis University in Waltham， Massachusetts）的分子生物学家James Haber介绍，动辄5000美元甚至更高的价格却让人难以接近，而且还需要定制与靶标相适应的锌指核酸酶，非常麻烦。而CRISPR技术就不一样了，该技术只需要使用Cas9酶，能够识别靶标DNA的向导RNA（guide RNA）就足够了。CRISPR技术能够对DNA序列进行编辑，起到破坏基因，或者插入外源序列的作用。科研人员们需要做的往往只是订购一段向导RNA，因为其他的实验材料都是通用的，而总成本也才只需要30美元。据Haber介绍，这种特点使得每一个人都能够用上CRISPR技术，这就是一场巨大的科技革命。
CRISPR技术问世之后立即取代了锌指核酸酶和其它一些基因组编辑技术。对于某些人来说，这意味着他们之前花费了很多年才掌握的技术一下子变得毫无价值，所以不得不放弃那些技术。英国Wellcome基金会Sanger研究所（Wellcome Trust Sanger Institute in Hinxton， UK）的遗传学家Bill Skarnes就说道：“我很沮丧，但我同时也感到非常兴奋。”在Skarnes的科研生涯当中，有绝大部分时间都使用的是上世纪80年代中期发展起来的一种技术，即在胚胎干细胞里插入一段DNA，然后用这些细胞培育出转基因小鼠的技术。该技术已经成为了实验室里的主流技术，但它确实费时费力，而且价格昂贵。相比之下，CRISPR技术就要省事得多，Skarnes的实验室也在两年前开始使用CRISPR技术。
科研人员在科研工作当中一直都非常依赖果蝇和小鼠等模式生物，有一部分原因就是因为我们只能够对这些模式生物进行遗传学改造。现在有了CRISPR技术，我们就能够对更多的生物进行改造。比如在今年4月，美国马萨诸塞州坎布里奇Whitehead生物医学研究所（Whitehead Institute for Biomedical Research in Cambridge， Massachusetts）的科研人员就使用CRISPR技术对白色念珠菌（Candida albicans）这种对免疫力低下人群致命的真菌进行了研究，要知道在过去是很难在实验室里对这种生物进行遗传学操作的。美国加州大学伯克利分校（University of California， Berkeley）的CRISPR技术先驱Jennifer Doudna一直在更新她的CRISPR技术适用范围表。到目前为止，她的这份表格里已经登记了30多种物种，全都是可以用CRISPR技术进行改造的，其中就包括致病的锥虫（trypanosomes）可以用来制备生物燃料的酵母。
不过CRISPR技术这种飞速的发展也带来了一定的问题。美国加州大学旧金山分校（University of California， San Francisco）的生物物理学家Bo Huang就表示，大家都还没有足够的时间来确定整个技术系统的基本参数。大家都认为，只要这种技术管用，我们就没必要知道它为什么管用，以及这种技术的工作原理。这就意味着科研人员需要时不时地面对一点干扰信号。Huang等人在实验室花了两个月的时间，想将CRISPR技术引入成像研究工作当中。他们认为，如果能够更清楚地了解应该如何优化向导RNA的设计（即基础原理），他们是不会在前面浪费这两个月的时间的。
但是总体而言，科研人员们都愿意接受这种“无知”的代价，因为CRISPR技术实在是太好用了。不过Doudna则更关注安全问题。她的担忧源自2014年召开的一场会议，当时她参加了一个博士后的工作分享，这名科研人员构建了一个携带有小鼠CRISPR组份的病毒。小鼠吸入这种病毒之后，病毒中携带的CRISPR组份就开始表达并发挥作用，对小鼠的基因组进行了改造，成功地构建出人肺癌小鼠动物模型。当时Doudna就感到了一阵恐惧，因为这个病毒携带的向导RNA如果出了一点问题，那可能就不是让小鼠患上肺癌，而是让我们人类患上肺癌了。Doudna说道：“让学生开展这种实验可真够吓人的。我们一定得让大家知道，应该用CRISPR技术来干些什么。”
Andrea Ventura是美国纽约纪念斯隆-凯特林癌症中心（Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York）的一名肿瘤研究人员，同时也是上述小鼠实验工作的主要负责人，他表示，他们实验室非常认真、仔细地考虑过了整个实验的安全性问题，他们设计的向导RNA是特异性、专一性针对小鼠基因组的，而且病毒也都是失活的，不能进行复制。Ventura也认为应该对这项研究的远期风险进行预判和评估，他说道：“虽然我们设计的向导RNA不会影响人体的DNA，但是谁知道呢。虽然不太可能，但这个问题还是值得考虑。”
用编辑的方法删去疾病
去年，美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology in Cambridge）的生物工程师Daniel Anderson等人使用CRISPR技术在小鼠动物实验中成功地纠正了一种与人高酪胺酸血症（tyrosinaemia）相关的遗传突变。这也是世界上首次使用CRISPR技术在成年动物实验中纠正了致病突变，这预示着我们在使用CRISPR技术进行基因治疗的道路上又向前迈进了一大步。
CRISPR技术能够加快基因治疗的消息也让科研界和生物技术界兴奋不已。不过虽然这种技术的潜力很大，但Anderson的研究也向我们展现了，现实与理想的差距有多远。为了将Cas9酶和向导RNA注入小鼠的靶器官肝脏，Anderson等人往小鼠的血管中注入了大量的液体，如果是对于人体，这种方法根本就是行不通的。而且在他们的实验中，只有0.4%的细胞里的致病突变得到了纠正，这对于治疗疾病来说是远远不够的。
近两年来，有很多公司都加入了用CRISPR技术开展基因治疗的行列。据Anderson等人估计，最快将在一两年内会有产品进入临床试验阶段。这些实验可能会将CRISPR药物直接注入靶器官，比如眼睛等，也可能会植入取自患者自身的细胞里，然后将这些经过改造的细胞回输到患者体内。比如对患者的造血干细胞进行改造，来治疗镰状红细胞病（sickle-cell disease）或β地中海贫血（β-thalassaemia）等疾病。不过我们可能很难将CRISPR药物直接注入其它靶器官，但科研人员们希望，在未来的某一天，能够使用这种技术解决各种各样的遗传疾病。
很多科学家都认为，我们还需要开展更多的工作，保证CRISPR技术的安全和功效。比如增强该技术的基因组编辑能力，但同时也不能够在非目标区域内引入改变，避免对人体健康造成影响。Haber表示，这些酶如果在目标区域之外发挥了作用，就会带来一系列的后果。如果你想替代某人干细胞内的镰刀状细胞基因，那么你就该先问问，‘会不会同时在它的基因组内造成其它的影响和改变呢？’”
Keith Joung在美国麻省总医院（Massachusetts General Hospital in Boston）从事基因编辑研究，他也一直在开发能够找到Cas9脱靶切割位点的方法。据Joung介绍，这种脱靶切割发生的几率在每种细胞之间都大不一样，甚至不同的序列都有所不同，他们实验室和其他几个实验室观察到的脱靶位点突变率的范围从0.1%一直到超过60%。即便是极低概率的事件也有可能带来潜在的危害，比如就有可能加快细胞的生长和增殖，形成肿瘤。
美国马萨诸塞州坎布里奇专门从事CRISPR基因治疗的Editas公司的CEO Katrine Bosley认为，既然还存在这么多的问题，所以就更加应该对CRISPR技术进行严格的监控。Bosley在新技术商业化方面有着丰富的经验，据她介绍，在新技术商业化推广的过程中，最困难的一步就是说服其他人相信这种新技术有作用。她说道：“关于CRISPR技术，几乎全是它的各种好处，大家都非常激动，也都给予了很大的支持，但是是否真能让大家的期望变成现实，关于这个问题我们还得冷静一点。”
CRISPR技术在农业方面的应用
就在Anderson等人将目光锁定在如何利用CRISPR技术改造人体细胞的时候，另外一部分人则瞄准了庄稼和家畜。在基因编辑技术出现之前，我们的做法就是往这些农牧业生产对象的基因组里“随意地”插入一个基因（不能确定并控制基因插入的位置），然后利用一段来自细菌、病毒或其它物种的调控序列，促进该外源基因的表达。但是这种遗传学改造的效率是非常低的，也常常会引起反对人士的抗议，这帮人不愿意将不同物种的DNA混在一起，他们担心这种随意的插入会影响被插入基因组里其它基因的功能。此外，这种经过遗传学改造的农作物的商业化上市过程也非常复杂，而且费用不菲，所以也仅限于对玉米或大豆这种需求量非常大的作物进行遗传学改造。
有了CRISPR技术之后，这种现状将得到很大的改变，由于CRISPR技术具有低成本和易用性的特点，所以能够对生产规模很小的特殊农作物，包括动物进行遗传学改造。近几年来，科研人员们已经使用CRISPR技术对袖珍猪（petite pigs）进行了遗传学改造，也开发出了抗病的小麦和水稻。他们也正在开发无角的牛、抗病的山羊和富含维生素的甜橙等新品种。Doudna估计她的CRISPR技术适用物种清单还会进一步扩充。她表示，现在大家对商业价值没那么大，但是从研究的角度来说很有意思的植物（或家庭果园植物）里的信号通路进行CRISPR实验或改造的兴趣越来越大。
CRISPR技术能够对DNA进行精准编辑的能力有利于我们对DNA进行精确的改造，但是这也同时让监管者和农民们难以区分哪些是之前就已经存在的人工改造品种。在美国北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University in Raleigh）从事科学政策研究的Jennifer Kuzma就表示，由于有了基因编辑技术，我们就无法做到对人工改造产品进行真正意义上的追踪，我们将很难辨别哪些物种是经过人工改造的，哪些物种是天然突变的。
“我们很难辨别哪些物种是经过人工改造的，哪些物种是天然突变的。”
这也就给我们敲响了警钟，也给试图出台基因编辑动植物管理条例的国家出了一道难题。比如FDA就已经批准人工遗传学改造的动物可供人类食（使）用，但他们还没有就基因编辑动物的使用发表相关意见。
根据现有的管理规定，并非所有接受过基因组编辑的农作物都需要接受美国农业部（US Department of Agriculture）的监管（Nature 500， 389–390； 2013）。不过今年5月，美国农业部开始向各方咨询，该如何改进他们的人工遗传学改造农作物管理办法，美国农业部的这一举动也释放出一种信号，标明他们在面对CRISPR等新技术的当下，也在重新审视现有的监管方案。据Kuzma介绍，窗子已经打开了一条缝，不过还没人知道里面会透出点什么。但是无论如何，窗户被打开本身就已经让人很兴奋了。
CRISPR技术在生态系统方面的应用
除了农业之外，科研人员们也在考虑如何将CRISPR技术应用于野外的生物。大家的注意力主要都集中在gene drive这项新策略上。所谓gene drive就是能够在一个种群内快速传播人工编辑基因的方法。目前该技术虽然还处于起步阶段，但是该技术却有着很多的用途，比如可以快速清除携带致病原的蚊虫或蜱、螨，消灭侵入性植物，或让美国农民们异常头痛的藜的耐除草剂基因。
通常来说，一个遗传变异往往需要很长的时间才能够在一个种群内传播开。这是因为在繁殖时，遗传突变只能够传到子代两条染色体中的一条染色体上。但是使用gene drive技术就可以让每一个子代体内通过CRISPR技术在一条染色体上引入的突变自我复制，于是能够让几乎所有的子代全都携带上这种人工改造过的突变，形成指数级增长。一个蚊子在一个夏季之内，就可以让种群内所有的蚊子全都携带上同一种突变。如果这种突变是能够减少蚊虫子代数量的突变，那么该种群都会灭绝，它们体内携带的疟原虫当然也就被一并清除掉了。
不过还是有很多科研人员对于这种影响整个种群的做法表示了忧虑，因为这样做不知道会给整个生态系统带来什么样的改变和结果，比如可能会出现其它害虫，或者会影响食物链上层的物种等。大家还担心，随着时间的流逝，向导RNA在将来可能还会对另外一段DNA序列发挥作用，并且在种群内传播开，带来不可预知的影响和结果。
美国哈佛大学医学院（Harvard Medical School in Boston）的生物工程师George Church认为，必须得有相当高的性价比，否则就不应该采用这种手段，因为这是不可逆的操作，风险太大，而且很难预测会对其它的物种带来什么样的影响。”2014年的4月，Church和一帮科学家及政策专家联合在《科学》（Science）杂志上发表了一篇评论文章，他们提醒科研人员们应该注意种群改造的风险，而且提供了一些参考意见，指导大家应该如何防范gene drives实验意外泄露的问题。
那时看来，gene drives似乎离我们还很遥远。但是一年的时间都不到，美国加州大学圣地亚哥分校（University of California， San Diego）的发育生物学家Ethan Bier和他的学生Valentino Gantz就发表了文章，报道了他们在果蝇种群中的gene drives研究工作。Bier和Gantz使用了一种里外共有3层的盒子来饲养实验果蝇，而且他们实验室的安全级别达到了用来研究感染有疟原虫的蚊子的安全级别。但是他们并没有完全遵照Church等人的安全指南，比如就没有设计一种能够逆转整个遗传学改变的方案。Bier表示，他们只是在进行原理验证试验（proof-of-principle experiments），看看这种技术是否有效，还没有开展更加复杂的后续研究工作。
对于Church和其他人而言，这就是一个非常明确的警告，表明民主化使用CRISPR技术进行基因组编辑会带来意想不到的、非意愿的结果。Church等人那份评论的主要作者，美国麻省理工学院的政治学家Kenneth Oye表示，国家管理当局和国际社会有必要站出来，真的非常有必要。我们需要采取更多的行动。美国国家研究委员会（US National Research Council）已经成立了一个小组，专门讨论gene drives问题，其他高级别的讨论也都在进行之中。不过Oye担心科技正在飞速发展之中，也许只有在发生了备受关注的gene-drive泄露事件之后才会做出管理政策上的改变。
这种问题不是非黑即白的问题。美国德州农工大学（Texas A&M University in College Station）的昆虫生态学家Micky Eubanks表示，他第一次接触到gene-drive这个概念时就被吓了一跳。据Eubanks介绍，当他第一次听到这个概念时的第一反应就是‘我的天呐，这太可怕了，太疯狂了’。但是当你再想想，尤其是与我们已经，并且在继续对自然环境造成的改变对比一下，你就会发现，gene-drive也不过就是大海里的一个小水珠。
很多科研人员都会把CRISPR技术与其它那些曾经给我们带来过希望和失望的新技术相提并论。美国宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania in Philadelphia）的医学遗传学家James Wilson在上世纪90年代时就身处基因治疗大热潮的核心，直到临床试验失败，一名年轻人丧生之后，这股热潮才慢慢冷却下来，直到最近才又有所回暖。Wilson表示，CRISPR技术还非常年轻，我们可能还需要好多年的时间才能够真正认识该技术的潜力。“CRISPR技术正处在爆炸式增长的阶段，相关的一切还都在发酵、酝酿之中。”Wilson这样说道。
Wilson自己也被CRISPR技术给闪了一下。据他介绍，他在一开始也对该技术持怀疑态度，直到他们实验室开始使用这项技术。他表示，CRISPR技术最终一定会在临床治疗领域发挥重要的作用，这种技术真的非常伟大。（生物谷）
原文检索：
Heidi Ledford. (2015) CRISPR， THE DISRUPTOR. Nature， 522：20-24.
Eason/编译
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2015年十家可能颠覆世界的创新公司
无论我们向未来走得有多远，总会有新鲜事物发生，有新信息进入，有新世界去开发，有可供不断拓展的生命、意识、知觉和记忆的疆域。--《失控》 Kevin Kelly平板电脑、人机对话、人工智能、翻译机、手持检测仪、火星探测器、登月、人造肉、核聚变电站和太阳能电站、自动驾驶汽车技术……看到这些词语，也许你会觉得这些技术谈不上什么颠覆，这些都是已经实现的技术。可我告诉你，这些技术是曾出现在几十年甚至百年前科幻电影和科幻小说中的人类幻想，那个时候有很多人都会说，科幻嘛，作者的异想天开而已。但正是这些最终成真的"异想天开"颠覆了过去的世界，创造了这个精彩的现在。如今，在这个信息大爆炸的时代，许多科研成果、街头谣言、民科言论糅杂在一起向我们袭来，科技新闻让人们觉得亦幻亦真，无法分辨。排除谣言胡话，毫无疑问人类科学技术实实在在地进步着，在很多人看来科幻而富有颠覆性的科技概念和产品，那些在刻板印象中似乎无法实现的技术，却都成为了现实。KK说过，"科技只能回答它能回答的"，而不断探索和理解，则是人类的职责。人类一直都没有停下自己探索的脚步，没有停下创造梦和让梦实现的脚步。这篇文章，精选了十家走在探索前沿的科技公司，在过去的2015年间，这些公司在科学技术和理念上不断超越对手、超越自己，他们所做的事情未来可能会颠覆这个世界。这些看起来不可能的科技已被实现，现实和科幻给了人们无限的想象空间和科研前景，让人们能够联想到那些能够预见但仍未被创造的科技，并畅想那些尚未能预见的科技。1、AltSchool--用大数据实现"定制"教育中国的应试教育一向被我们所诟病，从出版教材、投放市场到学生使用，再到收集学生反馈，这个周期非常长，是以年、甚至数十年来计的。但每个人类都是一个单独的个体，每个学生的接受能力、理解能力也各不相同，因此虽提倡因材施教但实际中却"一视同仁"的教育并不是一个普适的教育模式。Altschool是最近被硅谷热捧的一所小学，学校以"儿童为中心"，利用大数据为学生提供个性化的定制教育。在初期通过线上线下各种手段收集每个学生的原始数据，在Altschool像厂房一样的大教室中，有很多摄像头，在最自然的状态下对学生进行观察、评估，形成动态的数据。通过原始数据数据设计出教育方案，后期通过反馈的动态数据对教育方案进行调整、优化。让学生无论处于何种状态，都能够定制一个最合适他的课程计划，从而实现了个性化的教学过程。虽然看来，Altschool像一个巨大的机器，把各种大数据收集分析，把各种优秀的教育理念加工，输入到原有教育系统。但在这看似"硬"的模式下，学生们却得到了更适合自己、更开心、更有效率、更有质量的教育。2、Editas--编辑DNA，让遗传疾病成为历史相信我们很多人还记得高中生物课本上那个21三体综合征儿童的照片，还记得那是一种遗传疾病。遗传疾病分为染色体病（如21三体综合症）、单基因遗传病（如白化病）、多基因遗传（如糖尿病）、体细胞遗传缺陷（如肿瘤），大多遗传病往往会经历一个相对较长的发展过程，且基本无法根治。只能通过产前诊断、基因诊断等孕前手段预防。现在有很多研究机构都在研究基因编辑技术（CRISPR），这项技术可以使人们依靠自己的意愿改写DNA这本由脱氧核苷酸书写的生命之树。现在已经有了一些基于CRISPR的初创公司，这些公司已开始使用该技术来修正影响儿童及成年人的DNA缺陷。而Editas正是一家基于CRISPR的公司，该公司已经和多家公司合作，在镰刀形红细胞贫血症、LCA10、血癌治疗方面有着巨大进展。Editas计划在2017年开启CRISPR治疗失明的临床试验：将尝试利用CRISPR来治疗一种罕见的眼疾雷柏氏先天性黑内障。如果Editas执行该计划，那么这项研究将是CRISPR编辑人类DNA的首个例子。由于CRISPR可以修正受损基因，有望用其来治疗由基因缺陷造成的几千种遗传疾病。虽然现在这项技术的精确性还有待提高，但我们已经能够预见到，不远的未来，人类可以通过基因编译书写自己的生命之书，让遗传病得以根治。3、General Fusion--让核聚变发电成为可能2011年的福岛核电站事故还仿佛发生在昨天，这次事故让核电站以一种震慑人心的方式出现在公众面前。虽然外界对于核能仍在安全方面抱有质疑，但这并没有阻止科学家对于核能应用的研发。因为相较于其他能源，核能能量密度高，可以产生稳定可靠的电源，且不排放二氧化碳。如今的核电站都是通过核裂变实现的，但核裂变存在发生巨大灾难的风险，且会产生可长期存在的、重金属放射性废物。与核裂变不同，核聚变能被认为是一种丰富的、高效率的清洁能源。专家认为，如果处理得当，核聚变能可以供应数百万年内地球的所需能量（太阳也是核聚变），而且原料就是海水。General Fusion正是这样一家公司，他们通过使用两种混合聚变技术(磁性和惯性约束)，在磁场中约束氢同位素等离子，然后利用高压，使之产生高温及高的密度。这种方法，可以更慢地压缩目标，与激光相比，这种提供压缩能量的技术更为低廉。General Fusion表示，公司不仅可以获得可受约束的核聚能，而且还可以把成本控制在10亿美元以内，公司将在4年内完成整个原型电站的建设。小时候我们都做过一道物理题，"当今的核电站是通过重核裂变还是轻核聚变来释放核能的？"看来标准答案就要被颠覆了，而人类能源储量也将被颠覆。4、Hyperloop--未来的第五大交通方式Hyperloop 这个项目起源于埃隆o马斯克 2013 年的一份概念文件，他第一次提出了 Hyperloop 的大致想法。按照马斯克的设想，Hyperloop 是一套高速交通解决方案，将会是继汽车、轮船、火车和飞机之后第五大交通方式。Hyperloop包括车厢和封闭的真空管道，不受天气因素的影响，几乎没有空气阻力。车厢沿着封闭的管道发射出去，保持悬浮的状态，理论速度最高可达200公里/时。管道架在桥塔上，以减少土地征用。Hyperloop 的操作依靠机器自动化，辅以人工监视，将人为失误的可能性减至最小。驱动以太阳能为主，同时有其他能源作备选项。不过，马斯克只是"说说而已"，此后由于精力问题没有真正付诸行动。而且马斯克并不打算就此申请专利，其他力量也可以参与到这个开源的项目中来。因此。德克·阿尔博恩（Dirk Ahlborn）通过众筹平台JumpStartFund建立了Hyperloop支持者社区，NASA 、波音、SpaceX、特斯拉的工程师甚至于加州大学洛杉矶分校的大学生都加入了进来。Hyperloop Transportation Techonologies（HTT）于 2013 年 11 月正式成立。9月15日，HTT的CEO德克o阿尔博恩还亲临北京898创新空间，第一次以官方的身份向中国的创新者们介绍 Hyperloop。 Hyperloop这样安全、快速、减少土地征用、太阳能驱动的"第五种交通出行方式"的到来，在未来必将颠覆整个交通行业。5、Modern Meadow--从3D打印人体组织到3D打印动物制品在说Modern Meadow之前，我们先看看一家叫做Organovo的公司。Organovo公司如其名，致力于发展生物组织工程学，研究利用3D生物打印技术来制作人体的组织，如肌肉、皮肤、内脏等。2016年其exVive3D?系列产品已经吸引了很多客户，因为exVive3D?能够打印出人的肝脏组织，他们计划明年再推出一款exVive3D?3D打印人体肾脏组织产品。毫无疑问，这将是医疗领域一项重大进步。而创始人安德拉斯·佛加克（Andras Forgacs）也是Modern Meadow的创始人。不同于Organovo培育出人体组织产品，Modern Meadow的业务是生产出动物制品，如肉、皮革。畜牧业释放的温室气体占所有人类活动产生的温室气体的一半，且畜牧业还占据了地球上可用的非冰冻土地的三分之一，这些都是为了满足人类每年消耗3亿吨肉制品的需求；全球每年皮革的贸易总额达到600亿美元，大型制造商、服装配饰设计商，甚至是汽车制造商，都受惠于这条更有效率的皮革供应链。对消费者来说，人造革会降低环境影响，也不必担心动物保护权利等问题。Modern Meadow现在正是立足于这些合乎时宜的需求，打造这一个未来农场。Modern Meadow想通过3D打印技术制造一切动物制品，包括肉类、皮革等，这样既不用屠杀动物，又可以节省大量场地、水和能源投入。如某基金会负责人所说："Modern Meadow将再生药物与3D打印结合起来，提供了一种解决全球问题的经济而富有同情心的方案。"6、OneWeb--全球无死角网络常有人戏称，在现代人的马斯洛需求层次中，处于第一层，也就是人类最基本的需求是--Wi-Fi。可见网络已成为了现代人不可缺的存在，但其实，这个世界上还有很多地方没有网络。且不说飞机上、公路上、海上没有稳定的网络，世界上还有很多贫困地区还根本没有接入网络。可是在我们所畅想的未来世界之中，应该是有着全球无死角的网络，地球上的一切都被连接起来，物联网、车联网、万物联网。OneWeb做的正是这样的工作，他们现在正在建立一个超过640颗卫星的网络，向全世界提供宽屏互联网服务。这些被发射到太空的微型卫星舰队将提供低延迟、高速互联网直接接入安置在全世界的小用户终端。在这种系统下，全球移动运营商网络将覆盖到农村和偏远地区。　OneWeb公司称："将与当地运营商伙伴合作，其终端将作为小型基站，使用一个运营商伙伴的授权频谱或无牌授权频谱的LTE和WiFi，通过WiFi、LTE、3G或2G连接。网络还可以覆盖到手机、电脑或平板电脑。这个网络还将加快对紧急情况和应急响应灾情、难民营或其他地区的网络接入。"全球联网在未来是一个刚需，OneWeb并不是唯一一家打算从太空提供互联网接入服务的公司。SpaceX也在进行类似的努力，它打算使用4000颗卫星，在5年之内开始提供互联网接入服务。所以像这样的公司必将有着广阔的发展前景，也承担着巨大的责任。7、Planet Labs--全球实时影像数据我们看谷歌的卫星地图时，大多是抱着猎奇的心态，看看比尔·盖茨的豪宅、看看美国的航母编队、看看麦田怪圈……但其实卫星地图的作用多种多样，它能够像天眼一样监控我们的农业生产、社会生活、建设进度、环境情况等等，所以卫星地图的清晰度和更新速度十分重要，但地图质量的提高往往意味着天价的成本。谷歌地图是美国军方支持的项目，基于卫星照片的贴图，卫星费用昂贵、周期长、清晰度不够，更别说实时更新了。所以，亟需某些机构站出来用技术和手段在卫星地图上进行一番革新，卫星领域将成为硅谷创业家们新一轮的创新热点。与OneWeb一样，Planet Labs也在向近地轨道发射卫星群，不同于以往那种动辄以十亿美元级计算的传统大卫星。Planet Labs发射的Dove（鸽子）卫星就像它们的名字一样小巧，长度不超过30厘米，宽度不超过10厘米，重量也就几公斤。加上发射环节，这种卫星的单个成本也只是十万美元级别的，甚至更少。而且这些卫星每天都会传回新的数据，可以观察到地球每天的变化。结合各种大数据、云计算，Planet Labs的客户会把卫星数据应用于互联网地图、农业观测、环境观测、土地使用规划、经济发展规划、跟踪建设、以及基于位置的服务(LBS)等等。"在今天，你用一个小芯片，就能承载前苏联时代第一颗斯普特尼克卫星的大部分功能。而且，数量级还要快得多。"康奈尔大学的教授Mason Peck说，他以前是美NASA的首席科学家。言下之意，草根企业完全可以用消费电子技术，颠覆这个以往完全由波音等大型企业甚至政府所垄断的市场。8、Planetary Resources--出发外太空探索新资源在科幻电影《阿凡达》中，潘多拉星球上有一种别的地方都没有的矿物元素"Unobtanium"，而能够吸引人类不远万里来到这里拓荒的原因就是"Unobtanium"将彻底改变人类的能源产业。有意思的是，Planetary Resources--一家太空资源开发公司，它的投资者之一就是《阿凡达》的导演詹姆斯·卡梅隆。Planetary Resources计划开展自动化的太空开采来鉴定地球附近小行星的商业利用可行性，最终目的是能够提取出稀有金属、水等原料。虽然有些人说，现在进行太空资源探索成本太高得不偿失，有人说对小行星资源的开采会导致全球经济的失衡（比如钻石、黄金），还有人甚至说这这个项目充分体现了人类贪婪、无节制的索取。但，我们不得不承认，无论我们在节能方面多努力，总有一天地球的资源会枯竭，而且随着航天科技的发展，人类宇宙大航海时代总会到来。因此，对于地外资源的开采是无法避免的趋势。1936年，《纽约时报》上有一句话，"A rocke will never be able to leave the Earth`s atmosphere."后来，多级火箭解决了携带燃料限制后，如今国际空站在40万米高度的轨道上长期飞行和工作着。宇宙如果有意识，说不定也会说出"想要我的宝藏吗？如果想要的话，那就到海上去找吧，我全部都放在那里。"这样的话。9、Stemcentrx--靶向干细胞，癌症将被治愈癌症，这是一个让我们看到就感到害怕的名词，它意味着死亡、意味着无法治愈、意味着痛苦的治疗过程。但是，我国古代的"痨病"、欧洲工业革命后的"白色瘟疫"--肺结核，直到上世纪40年代链霉素发明之前，结核病都被视为绝症。而现在，肺结核的治疗周期最快只需要六个月。所以，随着医学技术的发展，终究有一天，癌症也会被攻破。Stemcentrx就是这个领域的先驱公司之一。但这家公司有点不同寻常，因为它押注的科学思想并没有被普遍认可，即癌症并不是由任何"凶猛"的细胞造成的，"罪魁祸首"是罕见、强大的癌症干细胞。此前，加拿大科学家发现一种类型的白血病是由癌症干细胞引起的；2003年，密歇根大学的研究人员在乳腺癌中证实了相同的理论。如果癌症干细胞是真实存在的，那就可以用药物去靶向和杀死它们。目前，该公司已取得了一定的成果--与Stemcentrx合作的医生在丹佛的肺癌会议上公开了它的临床试验结果：他们展示了公司研发的一个抗体药物的早期结果，该药物靶向的是导致小细胞肺癌的干细胞。Stemcentrx曾做过的一次研究更是歪打正着证明了他们的理念。那次研究最初的目的是找到药物安全的剂量，而不是证明它有效。但使用了Stemcentrx公司的药物的患者的肿瘤缩小地更频繁（more often）。目前，已有三分之一的药物进入人体试验阶段。在未来几年，Stemcentrx打算将"武器"发射向至少10个类型的癌症。"拔树要拔根"，癌症的攻克最终也是要治本。10、Transatomic Power--下一代核反应堆，用核废料发电公众恐惧、不确定性和怀疑仍旧是核能发展的大问题。但核工业一直有很酷的事情在发生，现在的核工业正在经历由新一代企业家发起的复兴运动，科学家和拥护者表示已经发现了具有前景的新机会，在提高核能科技安全性和可靠性的情况下降低成本。一家由麻省理工学院的核科学家于2011年建立的公司--Transatomic Power，已经找到了可行的解决方案。Transatomic Power研制了一种全新的"废料清除熔盐反应堆"（Waste Annihilating Molten-Salt Reactor, WAMSR），能够将核废料转化为清洁的电力，同时在最终废物流减少放射的强度及密度。与传统的核反应堆最大的差异在于，WAMSR没有采用固态铀燃料棒，而是将使用过的核燃料（仍含有95%的辐射能）和熔岩混合在一起。如果反应堆发生故障，不会发生福岛核电站燃料棒融化的事故，一来反应堆不直接使用铀燃料棒，二来熔盐在故障时会凝固为固体，因此熔盐堆具有更好的安全性。而且，熔盐反应堆的百万千瓦发电成本仅为传统核反应堆的一半。沒有碳排放，沒有核融毁风险，大幅降低铀浓缩的需求，与传统反应堆相比，Transatomic Power的WAMSR有更安全、更环保、更省钱等优点，这同样是是未来核能的发展方向。结语当然，我们所选择的这十家公司，不仅仅是因为他们的技术和理念有着先见之明，而是他们已经做出了实实在在的成绩，并获得了大量的融资，其中不乏比尔·盖茨、李嘉诚、Facebook、Space X等等这些著名的业界领袖或企业，当然还有很多著名的投资公司。投资并不是随随便便就出钱，而是投资者看到了项目所具有的巨大潜力。虽然现在无法断言这十家公司未来必将颠覆世界，但还是那句老话，让我们拭目以待吧。
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