リアルな人工生命、ナノマシンと人工微生物
ナノマシンと人工微生物は、注目しておくべきである。何が起こるか分からない。
ナノマシン（機械） － 人工微生物（生命）
ナノマシンは幾何級数的に個体数を増やすため、数時間のうちに地球全体がナノマシンの塊である「グレイ・グー（Grey goo）」に変化してしまうとされている。これらは悪用されれば従来の生物兵器よりも効果のある兵器となりうる。
物質化したエネルギーは４つの力を保有している。そして、互いに引き付けあう（場合によれば、反発する）。物質には複雑化していく傾向がある。この傾向は４つの力と関連しているはずである。ここに生命誕生の謎が隠されている。単純な物質に太陽エネルギーが触媒として作用し、物質は複雑化してして行った。青い水の星、奇跡の地球が誕生した。 そして、それらすべてを生命体として捉えたものがガイア（地球生命体）である。
原子 －＞ 分子 －＞ アミノ酸 －＞ タンパク質 ・・・ 生命の誕生 －＞ 微生物 ・・・ （進化論） ・・・ －＞ 植物・動物 －＞ より複雑な生命体 －＞ 哺乳類 －＞ 人類 －＞ ガイア －＞ 太陽系 －＞ 銀河系 －＞ 宇宙
タンパク質から、生命の誕生に奇跡の大飛躍がある。まさしく、神の領域だと思う。ニュートンに始まった機械論的宇宙とダーウィンなどを経て生命論的宇宙へと進化する。生命論的宇宙の解明はガイアが生命体として機能し続けていくカギである。
物質の複雑化とエネルギー
原子 分子 化合物 炭水化物 アミノ酸 たんぱく質 細胞 組織 臓器 生物
ウイルス － 単細胞生物
植物（光合成、寄生、捕食）
生物
動物（捕食）
何故、物質は複雑化するのだろうか。四つの力、つまり、引力、電磁力、強い核力、弱い核力の影響が考えられる。四つのが重力場、電磁場において物質に作用する。
太陽電池は光合成の一種である。光エネルギーを電気エネルギーに変換する物理反応だ。植物の光合成は光エネルギーを使って化合物を生成する化学反応だ。原子力は核分裂または核融合の結果、エネルギーが発生する原子核反応だ。火力は化学反応エネルギーであり、水力、風力は運動エネルギーであり、地熱は熱エネルギーである。われわれが使用しているエネルギーは運動エネルギー（熱も含む）、電磁エネルギー（光も含む）、化学反応エネルギー（火）、原子核反応エネルギーである。
分子生物学（ぶんしせいぶつがく、英語：molecular biology）は、生命現象を分子を使って説明（理解）すること目的とする学問である。
分子生物学という名称は1938年ウォーレン・ウィーバー（Warren Weaver）により提唱された。これは当時、量子力学の確立やX線回折の利用等により物質の分子構造が明らかになりつつあったことから、まだ謎に満ちていた生命現象（中でも遺伝現象）をも物質の言葉で記述したいという希望の表明であった。当時、遺伝の染色体説はすでに確立し、遺伝学はショウジョウバエなどを用いて目覚ましく進歩していたが、生体高分子として知られていたタンパク質と核酸のいずれが遺伝を担っているのかも、遺伝子が具体的に何を決めるのかも不明だった。ドイツを中心とする当時の物理学者たち（アメリカに亡命した人も多い）もこの問題に深い関心をもち、特にマックス・デルブリュックは物理学から遺伝学に転向した。また物理学者から見た生命観を述べたシュレーディンガーの名著「生命とは何か」（1944年）も大きな影響を与えた。
1970年代には高等生物も分子生物学の対象となる。この背景には目覚しい技術的進歩があった。
1970年代半ばまでに各種のDNA修飾酵素が単離され、人工的な遺伝子組換えが可能となった。しかしこれによるバイオハザードの恐れが指摘され、アシロマ会議での議論の結果、科学者は厳格な自主規制のもとで研究を進めることとなった。遺伝子組換え技術は分子生物学をさらに発展させ、またバイオテクノロジーの重要な柱ともなった。この分野での他の画期的な技術には、70年代後半から発展したDNAシークエンシング（サンガー法により、遺伝子配列が容易に「決定できる」ようになった）と、80年代に開発されたポリメラーゼ連鎖反応（PCR）がある。
1970年代から80年代にかけて、がんの研究を直接の目的として動物の遺伝子研究が推進され、多数のがん遺伝子が発見されるとともに、細胞内シグナル伝達経路が明らかにされていった。
全ゲノム解読を目指したゲノム計画では、1990年には既にゲノムプロジェクトが始まり、2000年にはヒトのほぼ全ゲノムが解読された。
ナノマシン（Nanomachine）は、0.1～100nmサイズの機械装置を意味する概念。ナノとは10-9を意味する接頭辞であるため、原義では細菌や細胞よりもひとまわり小さいウイルス（10nm～100nm）サイズの機械といえる。広義ではもう少し大きなサイズの、目に見えない程度の微生物サイズの機械装置も含む。ナノ・マシンは機械的動作を重視しているが、微小な回路形成など機械的動作を含まないより一般的な技術をナノテクノロジーと呼ぶ。
語としては、マイクロマシンに対してMEMSがあるが、ナノマシンに対してはNEMSがある。
ナノマシンには固有の危険性がある。特に自己増殖するナノマシンについては懸念がある（ドレクスラーの著書にも環境や人体内部の不要な物質から必要に応じて自己の複製物を作るナノマシンが扱われている）。自己増殖するナノマシンは、工場であらかじめナノマシンを製造するよりも安上がりであるため、度々取り上げられる。しかし、人体に導入する事を目的とした自己増殖ナノマシンの製作は、人工ウイルス、もしくは細胞によって増殖するわけではないがそれに近い存在を創造することでもあり、さらに、炭素やケイ素を主要な素材として、自己複製するナノマシンがあるとして、もしそれが、自己複製時のプログラム・エラーなどにより暴走した場合、これらの増殖が止まらなくなる可能性もある。ナノマシンは幾何級数的に個体数を増やすため、数時間のうちに地球全体がナノマシンの塊である「グレイ・グー（Grey goo）」に変化してしまうとされている。これらは悪用されれば従来の生物兵器よりも効果のある兵器となりうる。
しかし、グレイ・グーの可能性については疑問を唱える科学者もいる。もし化学的に地球上の全ての生き物を分解することができるのなら、自然のナノマシンとも言えるバクテリアが40億年の進化の過程でなぜそのような現象を起こしてグリーン・グー（Green goo）をつくり出さなかったのか、などということがよく言われる。
現在、器官を持つような多細胞生物を生み出すことはできないが、外部からのエネルギーを得て、自分の構成要素を環境から取り入れ、自己複製的に分裂するものの研究が進んでいる。将来的にはナノマシン技術の1つとして、特定の機能を持たせた人工単細胞生物による医療分野における活躍が期待されているほか、特定の物質を分解ないし無毒化する機能を持つ人工微生物による環境保全や、所定の分子構造を持つ生産物（燃料用アルコールから医薬品まで様々）をもたらすことも期待されている。
2003年の段階で塩基配列より人工ウイルスを約2週間で合成することに成功している。ただしウイルスは他の生物細胞内に侵入して自身の複製を行わせないと増殖できないため、生命の範疇に含めるかどうかには議論の余地がある。これは米代替バイオエネルギー研究所が1200万ドルの予算で2002年から行っている研究の一端で、5386塩基対を持つものであった。
2010年、アメリカのクレイグ・ベンター博士のチームはmycoplasmaのゲノムを表すほぼ完全なDNAを、酵母の中で合成し、本来のDNAを除去された近縁種の細菌の細胞に、合成したDNAを移植する手法で、自立的に増殖する人工細菌を作成することに成功している。 （この手法では、分裂の前段階で天然由来の細菌の細胞に頼ってはいるが、2回目の細胞分裂以降の細菌は人工的に合成された生物であると解釈している。）
人工ウイルスに関して問題が指摘されている。韓国より報告のあったブタの遺伝情報のサンプルから、十数年前に開発された人工ウイルスの遺伝情報が検出されたとされている（→[1]）。ウイルスは感染の過程で宿主の遺伝情報に自身の遺伝情報を書き込むため、もし人工ウイルスが環境中に流出した場合、どんな生物に感染しうるのかや、どんな影響があるのかが予測することができない。
またバイオテクノロジー的な技術によって改変された生物（LMO：Living Modified Organism）の漏出に関しては生物の多様性に関する条約に含まれる「生物の多様性に関する条約のバイオセーフティに関するカルタヘナ議定書（通称：カルタヘナ議定書）」において監視対象として制限されているが、生命そのものを製作した場合に於いても、同様の監視と漏出防止のための努力が求められている。
さらに人工微生物もナノマシン同様に、グレイ・グーの可能性が指摘されている。特に単なる機械装置とは違って、人工生命が環境中にある素材から自己複製が可能な場合、あらかじめ無限増殖を予防する措置も必要と考えられている。
人が作った薬剤に対して、耐性を持つ変異体が発生する。
ある意味で、耐性菌も人工生命である。
耐性菌【たいせいきん】
細菌のうち，殺菌や増殖抑制の物理的・化学的作用に耐えて増殖できる変異株。一般には抗生物質などの化学療法剤が有効でない病原菌をいう。耐性の機序として，薬剤を不活性化する酵素の産生，薬剤の細菌細胞内への透過性低下などがあげられる。
バーチャルな人工生命
人工生命の研究では、ソフトウェアエージェントの進化や人工環境におけるシミュレートされた生命形態の増殖を研究する。その目的は生命の進化に見られる現象を制御された環境下で研究することであり、細菌やネズミを使っていては限界がある進化の研究をより自由に進めることにある。生体や環境のシミュレーションにより、かつては異端とされた実験や不可能とされた実験も可能となる（ラマルクの進化論と自然選択説の実験による比較など）。
また、経済学や社会学に関するエージェントについても、創発的特性に基づくものを総称して「人工生命」と呼ぶことがある。これら「人工生命」の共通点は、個体群による繰り返しの考え方である。つまり、エージェントが世代を重ね、突然変異などによって時と共により良く適合するようになっていく。
ライフゲームが良く知られているが、さらには突然変異による進化説的なアプローチから、他の生命から生まれた生命が他の生命を捕食したり依存して繁栄するかどうかを観察できるソフトウェアも存在する。進化学者のトム・レイは、Tierraという遺伝子の突然変異をシミュレートしたソフトを開発し、人工生命研究の先駆けとなった。
個体の一生は、わずか数秒から数分といった過酷な進化過程を経て、種族として生き延びるものや、強靭（きょうじん）で長命な個体の誕生まで、様々な淘汰による変化で多彩な生物層を形成する場合がある。
観察者が介入して、インタラクティブに人為選択による進化を促進させるソフトウェアも多い。
ガイア仮説をゲーム化したシムアース等は有名である。
ナノマシンと人工微生物は、注目しておくべきである。何が起こるか分からない。
ナノマシン（機械） － 人工微生物（生命）
ナノマシンは幾何級数的に個体数を増やすため、数時間のうちに地球全体がナノマシンの塊である「グレイ・グー（Grey goo）」に変化してしまうとされている。これらは悪用されれば従来の生物兵器よりも効果のある兵器となりうる。
物質化したエネルギーは４つの力を保有している。そして、互いに引き付けあう（場合によれば、反発する）。物質には複雑化していく傾向がある。この傾向は４つの力と関連しているはずである。ここに生命誕生の謎が隠されている。単純な物質に太陽エネルギーが触媒として作用し、物質は複雑化してして行った。青い水の星、奇跡の地球が誕生した。 そして、それらすべてを生命体として捉えたものがガイア（地球生命体）である。
原子 －＞ 分子 －＞ アミノ酸 －＞ タンパク質 ・・・ 生命の誕生 －＞ 微生物 ・・・ （進化論） ・・・ －＞ 植物・動物 －＞ より複雑な生命体 －＞ 哺乳類 －＞ 人類 －＞ ガイア －＞ 太陽系 －＞ 銀河系 －＞ 宇宙
タンパク質から、生命の誕生に奇跡の大飛躍がある。まさしく、神の領域だと思う。ニュートンに始まった機械論的宇宙とダーウィンなどを経て生命論的宇宙へと進化する。生命論的宇宙の解明はガイアが生命体として機能し続けていくカギである。
物質の複雑化とエネルギー
原子 分子 化合物 炭水化物 アミノ酸 たんぱく質 細胞 組織 臓器 生物
ウイルス － 単細胞生物
植物（光合成、寄生、捕食）
生物
動物（捕食）
何故、物質は複雑化するのだろうか。四つの力、つまり、引力、電磁力、強い核力、弱い核力の影響が考えられる。四つのが重力場、電磁場において物質に作用する。
太陽電池は光合成の一種である。光エネルギーを電気エネルギーに変換する物理反応だ。植物の光合成は光エネルギーを使って化合物を生成する化学反応だ。原子力は核分裂または核融合の結果、エネルギーが発生する原子核反応だ。火力は化学反応エネルギーであり、水力、風力は運動エネルギーであり、地熱は熱エネルギーである。われわれが使用しているエネルギーは運動エネルギー（熱も含む）、電磁エネルギー（光も含む）、化学反応エネルギー（火）、原子核反応エネルギーである。
分子生物学（ぶんしせいぶつがく、英語：molecular biology）は、生命現象を分子を使って説明（理解）すること目的とする学問である。
分子生物学という名称は1938年ウォーレン・ウィーバー（Warren Weaver）により提唱された。これは当時、量子力学の確立やX線回折の利用等により物質の分子構造が明らかになりつつあったことから、まだ謎に満ちていた生命現象（中でも遺伝現象）をも物質の言葉で記述したいという希望の表明であった。当時、遺伝の染色体説はすでに確立し、遺伝学はショウジョウバエなどを用いて目覚ましく進歩していたが、生体高分子として知られていたタンパク質と核酸のいずれが遺伝を担っているのかも、遺伝子が具体的に何を決めるのかも不明だった。ドイツを中心とする当時の物理学者たち（アメリカに亡命した人も多い）もこの問題に深い関心をもち、特にマックス・デルブリュックは物理学から遺伝学に転向した。また物理学者から見た生命観を述べたシュレーディンガーの名著「生命とは何か」（1944年）も大きな影響を与えた。
1970年代には高等生物も分子生物学の対象となる。この背景には目覚しい技術的進歩があった。
1970年代半ばまでに各種のDNA修飾酵素が単離され、人工的な遺伝子組換えが可能となった。しかしこれによるバイオハザードの恐れが指摘され、アシロマ会議での議論の結果、科学者は厳格な自主規制のもとで研究を進めることとなった。遺伝子組換え技術は分子生物学をさらに発展させ、またバイオテクノロジーの重要な柱ともなった。この分野での他の画期的な技術には、70年代後半から発展したDNAシークエンシング（サンガー法により、遺伝子配列が容易に「決定できる」ようになった）と、80年代に開発されたポリメラーゼ連鎖反応（PCR）がある。
1970年代から80年代にかけて、がんの研究を直接の目的として動物の遺伝子研究が推進され、多数のがん遺伝子が発見されるとともに、細胞内シグナル伝達経路が明らかにされていった。
全ゲノム解読を目指したゲノム計画では、1990年には既にゲノムプロジェクトが始まり、2000年にはヒトのほぼ全ゲノムが解読された。
ナノマシン（Nanomachine）は、0.1～100nmサイズの機械装置を意味する概念。ナノとは10-9を意味する接頭辞であるため、原義では細菌や細胞よりもひとまわり小さいウイルス（10nm～100nm）サイズの機械といえる。広義ではもう少し大きなサイズの、目に見えない程度の微生物サイズの機械装置も含む。ナノ・マシンは機械的動作を重視しているが、微小な回路形成など機械的動作を含まないより一般的な技術をナノテクノロジーと呼ぶ。
語としては、マイクロマシンに対してMEMSがあるが、ナノマシンに対してはNEMSがある。
ナノマシンには固有の危険性がある。特に自己増殖するナノマシンについては懸念がある（ドレクスラーの著書にも環境や人体内部の不要な物質から必要に応じて自己の複製物を作るナノマシンが扱われている）。自己増殖するナノマシンは、工場であらかじめナノマシンを製造するよりも安上がりであるため、度々取り上げられる。しかし、人体に導入する事を目的とした自己増殖ナノマシンの製作は、人工ウイルス、もしくは細胞によって増殖するわけではないがそれに近い存在を創造することでもあり、さらに、炭素やケイ素を主要な素材として、自己複製するナノマシンがあるとして、もしそれが、自己複製時のプログラム・エラーなどにより暴走した場合、これらの増殖が止まらなくなる可能性もある。ナノマシンは幾何級数的に個体数を増やすため、数時間のうちに地球全体がナノマシンの塊である「グレイ・グー（Grey goo）」に変化してしまうとされている。これらは悪用されれば従来の生物兵器よりも効果のある兵器となりうる。
しかし、グレイ・グーの可能性については疑問を唱える科学者もいる。もし化学的に地球上の全ての生き物を分解することができるのなら、自然のナノマシンとも言えるバクテリアが40億年の進化の過程でなぜそのような現象を起こしてグリーン・グー（Green goo）をつくり出さなかったのか、などということがよく言われる。
現在、器官を持つような多細胞生物を生み出すことはできないが、外部からのエネルギーを得て、自分の構成要素を環境から取り入れ、自己複製的に分裂するものの研究が進んでいる。将来的にはナノマシン技術の1つとして、特定の機能を持たせた人工単細胞生物による医療分野における活躍が期待されているほか、特定の物質を分解ないし無毒化する機能を持つ人工微生物による環境保全や、所定の分子構造を持つ生産物（燃料用アルコールから医薬品まで様々）をもたらすことも期待されている。
2003年の段階で塩基配列より人工ウイルスを約2週間で合成することに成功している。ただしウイルスは他の生物細胞内に侵入して自身の複製を行わせないと増殖できないため、生命の範疇に含めるかどうかには議論の余地がある。これは米代替バイオエネルギー研究所が1200万ドルの予算で2002年から行っている研究の一端で、5386塩基対を持つものであった。
2010年、アメリカのクレイグ・ベンター博士のチームはmycoplasmaのゲノムを表すほぼ完全なDNAを、酵母の中で合成し、本来のDNAを除去された近縁種の細菌の細胞に、合成したDNAを移植する手法で、自立的に増殖する人工細菌を作成することに成功している。 （この手法では、分裂の前段階で天然由来の細菌の細胞に頼ってはいるが、2回目の細胞分裂以降の細菌は人工的に合成された生物であると解釈している。）
人工ウイルスに関して問題が指摘されている。韓国より報告のあったブタの遺伝情報のサンプルから、十数年前に開発された人工ウイルスの遺伝情報が検出されたとされている（→[1]）。ウイルスは感染の過程で宿主の遺伝情報に自身の遺伝情報を書き込むため、もし人工ウイルスが環境中に流出した場合、どんな生物に感染しうるのかや、どんな影響があるのかが予測することができない。
またバイオテクノロジー的な技術によって改変された生物（LMO：Living Modified Organism）の漏出に関しては生物の多様性に関する条約に含まれる「生物の多様性に関する条約のバイオセーフティに関するカルタヘナ議定書（通称：カルタヘナ議定書）」において監視対象として制限されているが、生命そのものを製作した場合に於いても、同様の監視と漏出防止のための努力が求められている。
さらに人工微生物もナノマシン同様に、グレイ・グーの可能性が指摘されている。特に単なる機械装置とは違って、人工生命が環境中にある素材から自己複製が可能な場合、あらかじめ無限増殖を予防する措置も必要と考えられている。
人が作った薬剤に対して、耐性を持つ変異体が発生する。
ある意味で、耐性菌も人工生命である。
耐性菌【たいせいきん】
細菌のうち，殺菌や増殖抑制の物理的・化学的作用に耐えて増殖できる変異株。一般には抗生物質などの化学療法剤が有効でない病原菌をいう。耐性の機序として，薬剤を不活性化する酵素の産生，薬剤の細菌細胞内への透過性低下などがあげられる。
バーチャルな人工生命
人工生命の研究では、ソフトウェアエージェントの進化や人工環境におけるシミュレートされた生命形態の増殖を研究する。その目的は生命の進化に見られる現象を制御された環境下で研究することであり、細菌やネズミを使っていては限界がある進化の研究をより自由に進めることにある。生体や環境のシミュレーションにより、かつては異端とされた実験や不可能とされた実験も可能となる（ラマルクの進化論と自然選択説の実験による比較など）。
また、経済学や社会学に関するエージェントについても、創発的特性に基づくものを総称して「人工生命」と呼ぶことがある。これら「人工生命」の共通点は、個体群による繰り返しの考え方である。つまり、エージェントが世代を重ね、突然変異などによって時と共により良く適合するようになっていく。
ライフゲームが良く知られているが、さらには突然変異による進化説的なアプローチから、他の生命から生まれた生命が他の生命を捕食したり依存して繁栄するかどうかを観察できるソフトウェアも存在する。進化学者のトム・レイは、Tierraという遺伝子の突然変異をシミュレートしたソフトを開発し、人工生命研究の先駆けとなった。
個体の一生は、わずか数秒から数分といった過酷な進化過程を経て、種族として生き延びるものや、強靭（きょうじん）で長命な個体の誕生まで、様々な淘汰による変化で多彩な生物層を形成する場合がある。
観察者が介入して、インタラクティブに人為選択による進化を促進させるソフトウェアも多い。
ガイア仮説をゲーム化したシムアース等は有名である。
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