科学家给细胞装基因保险锁，防黑客破解

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4月13日，于北京，科技日报记者刘霞报道，美国佐治亚理工学院以及麻省理工学院的科学家，精心打造了一款针对工程细胞的“基因保险锁”，从而使得DNA能够自行守护自身秘密。该新技术在《科学进展》杂志发表，宛如给基因装配了一把精密的密码锁：在加密阶段，细胞内的基因序列会被有序打乱，核心指令会暂时失去效用，外界既不能够获得读取也无法加以利用；而在解密阶段，必须历经一系列极其严苛的生化步骤，才能够恢复原本的功能。

团队对黑客攻击予以模拟，目的在于测试这把 “基因锁” 的强度。通过模拟得出的结果表明，凭借随机猜中的方式来获取密码，其成功概率仅仅是 0.2%。此成功概率十分贴近 0.1% 这一理论上的极限数值。这也就意味着，那些并未经过授权的人员，几乎完全没有可能对这把生物锁进行破译。

首先，科学家借鉴了网络安全的理念，利用细胞自身的生物安全机制在DNA层面筑起防线。接着，他们组建了“设计组”（蓝队）与“解密组”（红队）开展情景模拟攻防。然后，在情景模拟攻防中，蓝队会先把一个包含启动子和目标基因的完整单元拆分成多个片段，打乱这些片段的顺序，甚至将部分片段反转方向。并且，蓝队会在片段周围放置特殊的DNA序列——重组酶附着位点，以此为后续恢复信息预留线索。解密之际 ，他们借助一系列特定的化学物质 ，依靠这些物质触发细胞机制 ，凭借该机制让细胞自行把混乱的 DNA 予以重新排列 ，进而恢复功能。

为使这把锁具备更强实用性，团队运用9种各异化学物质搭建起一个“生物键盘”，每种物质代表一个数字输入，经两两组合，于不引入新物质情形下，将有效密码扩充至45种，还增设“安全惩罚”机制，一旦有人对系统进行篡改，细胞便会释放毒素，致使非法入侵近乎难以得逞。

登场所以是以道德黑客身份、红队身份，这次登场的红队，是没有参与到加密过程当中的，它尝试着去攻入系统，还想要窃取那隐藏着的基因信息，不过，只有把密码完好准确无误地输入进去，才能够解锁的。结果呈现出来的情况是，那些未经授权的人猜中密码这件事情的几率仅仅只有0.2%。

这项技术的意义，绝非仅仅局限于实验室那么简单。对于合成生物学公司来讲，这有着特别的意味，那就是他们所拥有的工程菌株能够得到切实有效的保护，进而避免被竞争对手给窃取。在医疗应用的范畴当中，要是携带治疗基因的细胞不慎泄漏到了环境里，借助这把锁，它们就无法被外界激活，如此一来，便极大程度地降低了生物安全方面存在的风险。除此之外，它还具备防止基因驱动等技术被滥用的作用，从而为生物安全增添了一道相当重要的屏障。

团队宣称，这般生物锁的强劲性能，意味着生物安全的一回范式转变，遗传物质并非依靠外部的防护，而是借由DNA内部的安全算法自行守护，使得遗传资产“变为自我的护佑者”，此后，此项技术存有广泛应用于生物制造、基因治疗以及生物安全防御等领域的可能性，为人类掌控生命密码供给更稳固的保障。

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