夜雨聆风
每日外刊 | 0504-AI重写生命字母表:当20种氨基酸变成19种,细菌居然还活着
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背景知识
从远古的原始细胞到如今纷繁复杂的生物世界，生命始终遵循着一套通用的化学语言。几乎所有已知的生物都使用20种标准氨基酸来构建蛋白质，这些氨基酸像字母表中的字母一样，通过不同的排列组合，构成了生命活动的基础“单词”与“篇章”。这套系统在地球上延续了数十亿年，其高度保守性暗示着它可能是生命最优解的重要组成部分。
然而，科学家们始终在好奇：这套“字母表”是否过于冗余？生命最初的形态是否使用过更精简的“词汇”？要回答这些问题，传统的遗传学方法往往束手无策，因为任何对核心生存机制的改动都可能是致命的。随着人工智能的飞速发展，这一僵局被打破。智能算法能够以前所未有的精确度预测蛋白质的结构与功能，指导研究人员对基因进行“外科手术式”的改造，从而得以探究那些构成生命最底层的、看似不可动摇的化学规则。这标志着生物学研究从观察与描述，迈入了设计与创造的崭新阶段。
正文阅读
Scientists used AI to rewrite part of life’s alphabet
科学家利用AI重写生命字母表的一部分
Nearly all known life builds proteins from the same alphabet of 20 canonical amino acids. Strung together in different orders, those building blocks form the proteins that make cells work. In a new Science study, researchers at Columbia University, the Massachusetts Institute of Technology and Harvard University used artificial-intelligence-guided protein design to test how much of that alphabet can be pared back: they engineered an Escherichia coli strain that survived after it was redesigned to not have a specific amino acid in its ribosomal proteins.
几乎所有已知的生命形式都依赖同样的20种标准氨基酸来构建蛋白质。这些“积木”以不同的顺序排列，形成了让细胞正常运作的蛋白质。在一项发表于《科学》期刊的新研究中，来自哥伦比亚大学、麻省理工学院和哈佛大学的研究人员利用人工智能引导的蛋白质设计，测试了这套“字母表”能精简到什么程度——他们成功改造了一种大肠杆菌菌株，这种菌株在被重新设计、使其核糖体蛋白中缺少一种特定氨基酸之后，依然能够存活。
The team did not create a true 19-amino-acid organism. The engineered strain still uses the targeted amino acid, isoleucine, throughout most of its genome. But the result suggests that one of life’s most ancient and essential machines can tolerate at least partial simplification—and that AI may help biologists test the limits of life’s chemistry.
不过，研究团队并未真正创造出一种只使用19种氨基酸的生物体。被改造的菌株在基因组的大部分区域中，仍然使用了目标氨基酸——异亮氨酸。但结果表明，生命中最古老、最核心的“机器”之一，至少能够承受部分的简化——而且AI或许能帮助生物学家探索生命化学组成的极限。
“The underlying question that we seek to ask is what early life looks like,” says Harris H. Wang, a professor of systems biology at the Columbia University Irving Medical Center and senior author of the study. Researchers think all life today descends from an ancient, single-celled organism that lived more than four billion years ago. But some suspect that earlier, simpler life-forms that predate even this common ancestor may have run on a leaner chemistry. Wang’s team wanted to find out whether modern cells could be engineered in that direction.
“我们试图回答的根本问题是：早期生命是什么样的？”该研究的资深作者、哥伦比亚大学欧文医学中心系统生物学教授Harris H. Wang表示。研究人员认为，今天所有生命都源自一个生活在40多亿年前的古老单细胞生物。但也有科学家推测，在更早之前，甚至在这个共同祖先出现之前，存在着更简单的生命形式，它们可能依赖更基础的化学构成。王教授的团队希望探索，现代细胞是否有可能朝着这个方向被重新设计。
今日单词
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rewrite /riːˈraɪt/ vt. 改写；重写；
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part of 一部分的，属于，与…有关的；
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life’s alphabet 生命的字母表；
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all known life 所有已知的生命；
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build proteins 构建蛋白质；
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canonical/kəˈnɑːnɪkl/ adj. 标准的；经典的；规范的；
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amino acid 氨基酸；
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strung together 被串联起来；
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in different orders 以不同的顺序；
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building blocks 积木块；基本组成部分，构件；
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pare back 削减，缩减；
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engineer /ˌendʒɪˈnɪr/ vt. 设计，建造；策划，精心安排；
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Escherichia coli 大肠杆菌；
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strain /streɪn/ n.（细菌、病毒等的）菌株，品系；
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ribosomal proteins 核糖体蛋白；
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engineered strain 被改造过的菌株；工程菌；
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targeted /ˈtɑːrɡɪtɪd/ adj. 定向的；被定为攻击目标的；被作为目标的；
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isoleucine /ˌaɪsəˈluːˌsiːn/ n. [生化] 异亮氨酸；
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genome /ˈdʒiːnoʊm/ n. 基因组，染色体组；
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essential /ɪˈsenʃl/ adj. 必不可少的，非常重要的；基本的，精髓的；（氨基酸、脂肪酸）必需的；
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machine /məˈʃiːn/ n. 机器，机械（装置）；计算机，电脑；
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tolerate /ˈtɑːləreɪt/ vt. 容许，允许（不同意或不喜欢的事物）；忍受，包容；（对药物、毒物或环境状况）产生耐受；
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partial simplification 部分简化；
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biologist /baɪˈɑːlədʒɪst/ n. 生物学家；
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life’s chemistry 生命的化学（指生化反应、氨基酸组成等）；
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underlying /ˌʌndərˈlaɪɪŋ/ adj. 根本的；潜在的；
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what early life looks like 早期生命的样貌；
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the Columbia University Irving Medical Center 哥伦比亚大学欧文医学中心；
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senior author 资深作者（通常是实验室负责人、通讯作者）；
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descend from 起源于，来自于；从…传下来；
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suspect /səˈspekt/ vt. 猜想，认为（某事有可能）；
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predate /ˌpriːˈdeɪt/ vt. 在日期上早于（先于）；
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run on 依靠…运转；
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leaner chemistry 更精简的化学组成；
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modern cells 现代细胞；
素材来源
文本选自：Scientific American（科学美国人）
作者：Jacek Krywko
原文发布时间：1 May. 2026
每日美句
Man struggles upwards; water flows downwards.
人往高处走，水往低处流。
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