美國五角大樓啟動新一代 “低成本” 生物武器量產(chǎn)研發(fā)。

光遺傳學(xué)技術(shù)為新一代生物武器研發(fā)提供便捷路徑。

美國國防部高級研究計劃局（DARPA）下屬生物科技處（BTO）宣布，將于 2026 年 1 月舉辦一場生成式光遺傳學(xué)（GO） 項(xiàng)目研討會。

該機(jī)構(gòu)向有意參與此項(xiàng)目的私人投資者表示：“合成脫氧核糖核酸（DNA）與核糖核酸（RNA）是眾多新一代技術(shù)的核心基礎(chǔ)，這類技術(shù)對國家安全與全球福祉至關(guān)重要，其影響覆蓋多個領(lǐng)域 —— 從穩(wěn)定供應(yīng)鏈、先進(jìn)材料制造，到可持續(xù)農(nóng)業(yè)與人類健康保障。然而，現(xiàn)有的全人工合成核酸分子技術(shù)，在合成規(guī)模、技術(shù)復(fù)雜度以及環(huán)境影響等方面均存在顯著局限。生成式光遺傳學(xué)項(xiàng)目旨在通過一種革命性方案攻克上述難題：利用光的能量，直接在活體細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)對 DNA 與 RNA 合成過程的精準(zhǔn)操控。這一研究項(xiàng)目雖具有較高風(fēng)險，但也蘊(yùn)藏著巨大潛力。一旦取得成功，有望在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)及制造業(yè)掀起一場革命，開啟生物編程的全新紀(jì)元。”

DARPA 生成式光遺傳學(xué)項(xiàng)目的核心目標(biāo)是研發(fā)一種名為 “核酸編譯復(fù)合體（NAC）” 的蛋白復(fù)合物。這種復(fù)合物可在活體細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)表達(dá)，使終端使用者無需借助任何模板，僅通過光線即可向細(xì)胞傳遞遺傳指令，完成對細(xì)胞的基因編程。

生成式光遺傳學(xué)項(xiàng)目草案中提到：“迄今為止，尚無任何現(xiàn)有技術(shù)能夠以非物質(zhì)載體的形式，向活體細(xì)胞傳遞遺傳指令。當(dāng)前所有技術(shù)方案，都需要借助某種物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，將承載遺傳信息的載體（通常為 DNA 或 RNA 核酸分子）穿透細(xì)胞壁與細(xì)胞膜等生物屏障?！?/p>

光遺傳學(xué)是一項(xiàng)前沿生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，其原理是通過基因工程手段，向目標(biāo)細(xì)胞（尤其是神經(jīng)元）植入感光蛋白（視蛋白），進(jìn)而利用光線實(shí)現(xiàn)對單個細(xì)胞活動的精準(zhǔn)調(diào)控。這項(xiàng)技術(shù)能夠以毫秒級的精度，對細(xì)胞活性進(jìn)行激活或抑制。

光遺傳學(xué)可對活體生物實(shí)現(xiàn)靶向且超快速（毫秒級）的調(diào)控。這一技術(shù)曾被全球頂級科學(xué)期刊《自然》評為2010 年度技術(shù)突破。

人類大腦中約有 800 億個神經(jīng)元，這些神經(jīng)元相互連接，構(gòu)成一個極為復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。長期以來，科研人員對大腦結(jié)構(gòu)功能的研究，主要依賴兩種方式：一是觀察大腦特定區(qū)域受損后出現(xiàn)的功能障礙；二是監(jiān)測受試者執(zhí)行不同任務(wù)時大腦各區(qū)域的活躍狀態(tài)。

早期研究中，科研人員會在動物大腦中植入電極以觀測其活動，也會使用化學(xué)物質(zhì)選擇性抑制特定類型神經(jīng)元的功能。但這些方法均存在諸多缺陷。

1979 年，DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者之一、諾貝爾獎得主弗朗西斯?克里克（Francis Crick）首次提出 “精準(zhǔn)調(diào)控神經(jīng)元活動” 的設(shè)想。二十年后的 1999 年，克里克進(jìn)一步提出可利用光線激活神經(jīng)元。光信號具備諸多優(yōu)勢：傳播速度快、劑量易于控制，且可被調(diào)制為短時脈沖形式。2005 年，斯坦福大學(xué)卡爾?戴瑟羅斯（Karl Deisseroth）帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，通過基因工程改造神經(jīng)元后，成功利用光照實(shí)現(xiàn)了對神經(jīng)細(xì)胞的激活。這項(xiàng)新技術(shù)被命名為光遺傳學(xué)，在過去數(shù)年間，為神經(jīng)系統(tǒng)研究領(lǐng)域帶來了一場真正的革命。

在此之前，光遺傳學(xué)技術(shù)一直僅被應(yīng)用于民用領(lǐng)域，具體包括：

用于治療帕金森病、癲癇、慢性疼痛及各類成癮性疾病；

研發(fā)光遺傳學(xué)植入設(shè)備，幫助患者恢復(fù)視力與聽力；

調(diào)控心律，以及研發(fā)癌癥治療領(lǐng)域的 “細(xì)胞殺傷劑”。

如今，五角大樓決定將這項(xiàng)技術(shù)投入軍事應(yīng)用。

美國軍方之所以青睞光遺傳學(xué)技術(shù)，原因之一在于它可用于操控與疼痛、恐懼、獎賞、覺醒及社會行為相關(guān)的神經(jīng)通路，同時在腦機(jī)接口技術(shù)研發(fā)方面也具有巨大潛力。

生物武器研發(fā)是五角大樓科研計劃中的一項(xiàng)獨(dú)立重點(diǎn)內(nèi)容，而光遺傳學(xué)技術(shù)與 CRISPR 基因編輯技術(shù)的結(jié)合，將使生物武器研發(fā)進(jìn)程得到難以估量的加速。

正如此前媒體所報道，CRISPR/Cas9 靶向基因編輯技術(shù)能夠便捷且低成本地對任意生物體的 DNA 進(jìn)行定向修飾，通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)將正常 DNA 替換為經(jīng)過改造的序列。

CRISPR 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)無痕基因突變 —— 植入細(xì)胞的 RNA 與蛋白會自行降解，最終僅留下突變本身，不會殘留任何外源物質(zhì)痕跡。

通過 CRISPR 技術(shù)改造的基因編輯生物（尤其是病原體），具備快速擴(kuò)散的能力，甚至可能改變整個生態(tài)系統(tǒng)。一旦落入美軍手中，這類生物可被用于對農(nóng)業(yè)生態(tài)或自然生態(tài)系統(tǒng)實(shí)施定向打擊。

美國國家生物技術(shù)信息中心（NCBI）的專家指出：“在 21 世紀(jì)，生物武器正變得成本更低、生產(chǎn)更簡便、獲取更便捷 —— 只要掌握基礎(chǔ)技術(shù)能力與設(shè)備，越來越多的人都能參與研發(fā)。同時，生物武器還具有極強(qiáng)的隱蔽性，屬于典型的‘軍民兩用技術(shù)’。相較于核武器在獲取、研發(fā)與部署過程中面臨的重重阻礙，生物武器的門檻要低得多…… 以成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列（CRISPR）為代表的基因編輯技術(shù)，所能產(chǎn)生的威力，足以對核武器的主導(dǎo)地位構(gòu)成挑戰(zhàn)?！?/p>

值得注意的是，將光遺傳學(xué)技術(shù)與 CRISPR 基因編輯技術(shù)結(jié)合，可通過光線實(shí)現(xiàn)基因編輯操作。這不僅能大幅降低新一代生物武器的研發(fā)成本、加速研發(fā)進(jìn)程，還能保證操作的完全隱蔽性 —— 激光束不會在被改造的生態(tài)系統(tǒng)中留下任何痕跡。

DARPA 啟動的生成式光遺傳學(xué)項(xiàng)目，標(biāo)志著五角大樓正摒棄以往的陳舊技術(shù)路線 —— 即依托散布全球的軍事生物實(shí)驗(yàn)室，斥巨資人工培育致命病原體。

如今，美國軍方正將研發(fā)重心轉(zhuǎn)向工程化解決方案，重點(diǎn)發(fā)力蛋白質(zhì)計算設(shè)計、生成式人工智能，以及新一代生物武器的 **“非物質(zhì)化” 量產(chǎn)技術(shù) 。

可以預(yù)見，一旦 DARPA 這項(xiàng)新的軍事科研項(xiàng)目取得成功，五角大樓遍布全球的上百座軍事生物實(shí)驗(yàn)室，都將開始配備專用激光設(shè)備，用于大規(guī)模生產(chǎn)前所未見的新型病原體。