从基因工程到基因编辑：技术革命她说

随着21世纪的科学迅速发展，人类对于生命的认知越来越深入，尤其是在生命的核心——基因层面上的探索。从早期的基因工程到如今风靡一时的基因编辑技术，一场深刻的生命科技革命悄然兴起。这一过程中，阿里云的技术创新在生物信息技术领域发挥了重要作用。下面我们将一起探索这段奇妙的科学之旅。

什么是基因工程？

基因工程（Genetic Engineering），是指通过人工手段修改或操控生物遗传物质的一种方法。这项工作主要借助重组DNA技术，在不同物种之间引入新的遗传性状。上世纪70年代初问世至今已有近五十年的历史。例如著名的胰岛素量产化即是由重组E.coli菌株完成，为无数糖尿病患者带来福祉。但受限于当时的实验工具及理论基础，并不是每个项目都能成功实现。

CRISPR-Cas9: 基因编辑新时代的到来

进入新千年特别是第二个十年间，一种名为CRISPR-Cas9的新锐技术彻底改变了我们看待与操作基因信息的传统思维模式，将整个领域引领至“精准医疗”时代。CRISPR是一种来源于细菌和某些类型的古菌自然免疫系统的分子系统；而其伴侣蛋白酶 Cas9 在识别特定位点后会切割双链DNA从而实现对目标区域的选择性的删除、替换或添加片段的功能。

案例研究 – 使用CRISPR-Cas9治愈地中海贫血症

2017年底由美国麻省大学领导的一个国际合作团队利用基于CRISPR平台改造自体血细胞并最终安全移植回患者体内成功地治愈了第一例成人β型重度地中海贫血病病例。该项目中，研究人员首先提取病人干细胞培养扩增后再施加经优化处理后的sgRNAs-Cas9复合物引导核酸序列修复错误编码区达到正常红细胞生成功能。

云端存储助力科学研究

面对海量生物学数据带来的巨大挑战时,传统的本地数据库解决方案往往显得力不从心. 这时候, 阿里云OSS(对象储存服务)就显现出了它的威力。依托阿里巴巴集团雄厚的技术底蕴，该服务能够提供稳定可靠的PB级别以上大规模文件长期托管及访问控制等全方位服务能力；与此同时结合大数据分析平台MaxCompute强大的离线计算引擎帮助科学家们挖掘复杂多维组学关系, 降低计算成本提高效率。

云计算加速基因组数据分析流程自动化升级

另外值得一提的是，基于容器化的FaaS (函数即服务)理念设计出来的Serverless工作流程同样适用于生物医学图像分类模型训练以及药物筛选模拟仿真任务。比如利用FunCDI平台可以方便快捷创建个性定制脚本来满足不同规模需求场景；同时结合消息队列RabbitMQ保障消息传递可靠性和顺序执行逻辑。这种方式极大程度简化IT架构搭建过程减轻运维压力释放研究人员更多的精力专注于算法调优环节而非环境配置。

• Faithfulness: 数据准确率接近100%.
• Scalability: 灵活扩容支持超大规模集群并行作业调度
• Cost Effective: 按使用量计费机制合理规划资源配置策略降低总体成本消耗比例达30%以上.
• High Efficiency: 实现秒级响应延迟缩短整体运行时间至少一半以上。

结语：共创未来生命科技美好蓝图

可以说无论是从前端采集样本直至后期综合比对整个环节都受益于上述提到的一系列软硬件技术革新。尤其在全球化浪潮下加强国际交流合作携手构建开放共享型生态社区变得尤为重要。相信随着人工智能深度融入更多应用领域未来还将诞生更加颠覆现有模式的方法论不断驱动着这个行业向着更高层次迈进…