3.给小麦增压提高产量

　　养活世界70亿人口需要面积相当于南美洲那么大的农田。鉴于到2050年世界人口可望再增加26亿，科学家们迫切想要找到粮食高产的办法。

　墨西哥小麦研究中心的专家们认为，防范这一潜在危机的一个办法是给小麦“增压”——对这种作物的生化机能进行微调，以大幅度提高其产量。他们的目标是在今后25年内，将小麦产量提高50%。可怎么做呢？

　　最为关键的是提高光合作用的效率。目前光合作用是薄弱环节，光合作用是植物吸收水分、阳光和二氧化碳，利用它们制造出有机物和氧气。

　　该计划旨在提高光合作用产生能量的能力，综合利用基因修改与传统的异花授粉，以及开发生物机制，将大气层中的二氧化碳进行浓缩，使这个过程有额外的原料可以利用。

　　这个研究项目正在寻求充足的资金支持，不过在小麦研究中心位于墨西哥索诺拉沙漠中的野外研究基地，已经开始进行一些实验。

　　2.开发安全充足的核能源

　　1956年，英国启用位于坎布里亚郡考尔德豪尔的世界第一座核电站。核能被誉为未来的充裕能源。然而，此后，三里岛、切尔诺贝利和福岛核电站发生的事故表明，利用这种能源是有代价的。

　　拟于今后十年内开始的一项实验可能改变这种状况，使我们拥有一种安全而且可以使用数千年的核能源。这个研究项目称为国际热核实验反应堆。

　　今天所有的商用反应堆都是利用核裂变，在这个过程中，铀原子核受到中子撞击，致其分裂，释放出能量以及更多的中子，然后重复这一过程，引发链式反应。这个过程不是最理想的：必须开采和处理铀燃料，链式反应必须保持不失控，而且裂变碎片的放射性会持续存在几十万年，造成了废料处理问题。

　　国际热核实验反应堆则不同，它将是核聚变反应堆。其过程就是将氘和氚(即含有额外中子的氢原子)结合在一起。

　　国际热核实验反应堆研究团队成员米歇尔·克莱森斯说：“聚变是安全的，没有连锁反应。聚变反应堆不会产生长效放射性废料，而且可利用的燃料很充足，海水中有大量的氘，而且用锂制造氚很容易。”

　　聚变是让太阳发光的能源。在利用这种能源之前，研究人员必须克服的问题是盛放这种超热燃料——其温度高达1.5亿摄氏度。国际热核实验反应堆试图利用磁场来解决这个问题，即用磁场将这种燃料限制在所谓的托卡马克环形安全壳内。

　　1.制造可以编辑人类DNA的机器

　　马萨诸塞州一个研究小组已经制造了一台能够编辑脱氧核糖核酸(DNA)的机器——很像电脑文字处理软件中的“剪切和粘贴”功能。这可能意味着不久医生们就能够对人类基因组进行编辑，在编辑过程中将遗传疾病的DNA编码删除，以及使人体对艾滋病毒和流感病毒等有害病毒产生免疫能力。好处不止这些。如果将编辑过的DNA植入一种细菌中，它可能将这种微生物变成一个能够生产药物甚至新燃料的微型工厂。

　　21世纪的基因组信息科学将像20世纪的硅信息科学一样具有变革性意义。它将产生全新产业，有些我们现在还想象不到，并使治病方式发生根本性变革。

　　马萨诸塞州制造的这台机器有一个相当朴实的名字MAGE(多元自动化基因组工程)，它是这个新生的科学分支取得的显著进展。这台机器基本上是由烧瓶、软管、泵和控制仪表组成的网络，通过控制DNA复制过程产生效果。这台机器不让细胞进行完全复制，而是进行干预。

　　参与研究的哈佛大学教授乔治·丘奇说：“第一种实际应用正在进行中，即最大程度地让细菌产生有用化学物质。MAGE下一步的实际应用旨在制造抗多种病毒的工业细胞。我们希望一年内拿出样品来。”

　　丘奇的团队正把注意力转向将MAGE技术用于人体细胞，比如对造成唐氏综合征和亨廷顿病等遗传疾病的基因进行编辑删除。或用“基因防火墙”来保护你的细胞，使之对病毒具有免疫能力，流感、肝炎和艾滋病将不再像今天这样是致命疾病。

　　研究人员正在利用MAGE修改人类干细胞。他们计划对人类干细胞的遗传密码进行编辑，通过可控方式引发突变，以搞清楚什么样的突变会造成疾病。

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