百年发展大计

我们的世界以探索为主题，百年之后，原来的百万立方世界将成为一个可持续、智能化、人民幸福水平高的世界，并在多个探索地区，我们都能新建立一个基本自给自足，制度完善，环境舒适的世界。在太阳能和核能的支持下，原世界稳定运行，人民享受民主权利和各种科技化公共设施和娱乐活动等等。卫星互联网加快信息交流，更紧密地联系陆地与海上的人们。为了帮助向外探索的人民百年内在未知领域建立较为完善的世界，我们决定发展基因解码与编辑技术，从而通过组织自修复与自生长快速治疗探索者中的伤员，改良动植物基因使其适应未知领域环境，甚至能改变人的后代基因以适应当地环境。

必要性：

• 我们世界的主题是“探索”，我们探索到新的地方都要开荒。新的环境我们本土的生物不一定能很好的适应，因而我们会采集本地的原生生物进行基因分析，再根据分析结果对我们开荒所需的生物进行改造，让它们能在新环境中更好地工作。
• 探索需要大量的人力，我们可以对牛、马等生物进行改造，让它们成为高级的劳力。
• 因为尚未探索的地方有极大的风险与挑战，在技术成熟后，我们也会对人类有所改造，使我们的探索者拥有足以解决未知挑战的力量与智力。
• 探索需要大量的物力，我们可以通过基因编辑技术提高农作物产量，甚至可以将各种营养集于同一植物之上。同时，我们也可以通过基因编辑技术改造动植物，用生物的方式生产一些探索所需材料。

未来科技—生物优势特性的解码与移植

科技能实现的功能：

掌握生物优势特性形成的底层原理，能够借此生产各种具有生物优势特性的材料，或者将某种生物优势特性（包括智力）移接至其他生物（包括人）上，以满足各种不同需求。

选择这项科技的理由（大致的愿景）：

此项技术可以满足探索的不同需要。例如：在干旱的探索地区，可以利用拥有纳米布沙漠甲虫获水能力优势特性的集水膜来收集饮用水。或把植物光合作用的特性移接到某些动物上，使其无需进食也可维持生存（在荒芜之地用的上）。

此技术旨在在不同环境下通过对当地生物优势特性的仿生更加高效的开展探索，仿生所获的成果也可以用于其他生活领域，加快适应环境的技术迭代。

这项科技的出处：

科幻小说《单细胞》

实现这项科技的大致路径： 分为三步

1. 优势特性分析与解码

目标：识别并解码生物体中具体的优势特性，找出底层的生物学原理。

关键步骤：

1）特性选择与定义：首先确定要研究的生物优势特性，如夜视能力、超强抗寒性、抗氧化性、快速再生能力等。

2）组学数据分析：利用基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等技术，采集目标生物体的多层次组学数据。

3）计算生物学与机器学习建模：利用机器学习、深度学习和数据挖掘等方法，分析组学数据并建模，以预测优势特性相关的基因及其功能机制。

2-1. 生物特性合成与材料设计

目标：利用解码出的原理和特性，设计和生产具有这些特性的材料。

关键步骤：

1）基因编辑与合成生物学：使用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，将识别出的关键基因片段插入到细菌、酵母、植物或动物细胞中，以验证其功能。合成生物学方法构建新的生物途径，用于生产带有目标特性的物质，如高强度蛋白质、具有抗菌特性的多糖等。

2）材料科学与纳米技术结合：根据目标特性，设计新的生物材料，如仿生超强纤维（模仿蜘蛛丝）或自修复材料（模仿生物组织再生）。纳米技术用于优化材料的性能，增强其功能特性，如通过纳米结构增强导电性、透光性或耐磨性。

3）生物相容性与安全性测试：对生产出的新材料进行生物相容性测试，确保其在医疗、环境等应用场景中的安全性。进行毒性分析和长时间稳定性测试，评估材料的实际应用效果。

2-2. 特性移植与增强

目标：将优势特性移植到其他生物体（包括人类），实现跨物种的特性增强。

关键步骤：

1）基因转移技术：采用病毒载体（如腺相关病毒、慢病毒等）或电转化、基因枪等方法，将目标基因片段导入到宿主生物体的细胞中。开发基因编辑技术（如CRISPR-Cas12、Prime Editing），实现对宿主生物基因组的精确编辑，确保特性的稳定表达。

2）干细胞与组织工程：利用干细胞技术，将目标特性基因引入到多能干细胞或诱导多能干细胞（iPSC）中，并进行定向分化，生成带有目标特性的组织或器官。结合3D生物打印和组织工程，设计和构建具有生物优势特性的人工组织，如具有超高抗菌性的皮肤或具有高效感知能力的视网膜。

3）认知和神经增强：针对智力等复杂特性，重点研究神经递质、突触可塑性等神经机制。通过基因疗法、神经接口（如脑机接口技术）等手段，实现认知增强或学习能力的提升。

3. 伦理与安全性评估

目标：在实现技术的同时，确保生物伦理和社会安全性。

1）关键步骤：伦理委员会与监管框架：制定相关伦理标准和法规，对基因编辑、跨物种特性移植等进行严格的伦理审查和监管。

2）长时间风险评估：针对可能出现的环境影响、生态风险和基因扩散问题进行长期研究和评估。

3）公众参与与教育：推动公众对生物技术的理解和接受，建立透明的沟通机制，以应对社会对这类技术可能产生的质疑和担忧。

核心技术支撑

• 1. 基因组编辑技术（如CRISPR、Prime Editing）
• 2. 合成生物学与代谢工程
• 3. 计算生物学与机器学习
• 4. 材料科学与纳米技术
• 5. 神经科学与脑机接口

科技实现后的蓝图。

经过不懈努力，立方世界对基因的解码与表达技术趋于成熟。

我们拥有破解生物优势特性的能力，我们能够解读一个新环境中我们从未见过的新生物何以适应当地环境，并能够将这些优势特性运用于探索，运用于生活的方方面面。

我们世界运行所依赖的大小器械，不再仅仅是机械器物，更多的会是拥有各种生物优势特性的生物器械。生物巨船、生物车辆等将会出现在我们的世界。光合作用不再成为绿色植物的专利，更多的生物可以拥有可控制的光合作用能力，食物不再成为问题。

我们将建立以“生物质”为核心的生物生产体系，任何活体都可通过标准化手段转化为“生物质”，而生物的生产都可以通过标准化手段以“生物质”为原料进行。

通过我们的生物技术，材料的灵活性大大增强，生物的活性相比无机的材料有更多优越性。生命的奥秘已被破解，人的寿命大大增长，各种疾病都将有方可治，身体的创伤也可以通过生物手段愈合。