合成生物学的机遇和挑战

正合成生物学是生命科学的前沿学科,正促使生命科学研究从"发现"向"创新"跃升,从"基础认识"向"工程设计"转化。为推动我国合成生物学的基础研究与产业应用,加强中美两国从事合成生物学研究的学者之间的学术交流,促进合作研究和成果转化,2017年10月25～27日,第6届中美华人合成生物学研讨会(6th Sino-USA Chinese Collaborative Workshop)在杭州召开。     

合成生物学研究的里程碑

正众所周知,合成生物学,尤其是人工合成生命,是化学与生命学界皇冠上的宝石。在50年前,我们国家的人工合成牛胰岛素,是新中国在这一领域建立了一个历史丰碑,而2017年酵母长染色体的精准定制合成,是我们国家科学家在合成生物学又一重要突破。合成生物学方面的研究,主要有两方面的重要的意义,一方面是在科学上,使我们更加     

合成生物学:我国急需发展的前沿科学

一般认为"合成生物学"这一术语在1980年就正式提出了,但其开始快速发展是近几年的事。什么是合成生物学?可谓众说纷纭。因为研究人员来自不     

人造单染色体酵母

正酿酒酵母是一种单细胞真核生物,其基因组装载在16条染色体上。中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室覃重军研究团队及其合作者首次人工创建了单条染色体的真核细胞,这是合成生物学领域具有里程碑意义的突破。两个研究团队用CRISPR基因组编辑技术,将酿酒酵母的16条染色体进行"剪切"和"粘贴",以合成新的染色体。美国纽约大学团队将16条染色体拼     

全球九大新兴科技展望

合成生物学 合成生物学是指人们将"基因"连接成网络,让细胞来完成设计人员设想的各种任务.例如把网络同简单的细胞相结合,可提高生物传感性,帮助检查人员确定地雷或生物武器的位置.再如向网络加入人体细胞,可以制成用于器官移植的完整器官.     

科普中国

正"人造生命"成功:我国开启合成生物学研究新时代8月3日新华社报道,我国中科院分子植物卓越中心/植生生态所合成生物学重点实验室覃重军团队在最新一期国际科学期刊《自然》上发表论文,宣布首次人工创造出有生命活性的单染色体真核细胞,开启了合成生物学研究的新时代。1965年,我国科学家在世界上首次人工合成出与天然分子化学结构相同、有完整生物活性的蛋白质——结晶牛     

合成生物学:理念 协同 共享 突破

<正>2014年10月26~27日,由北京化工大学主办的2014年合成生物学国际会议在北京化工大学召开。参加会议的代表有来自美国、英国、韩国、瑞典、法国、意大利、马来西亚等国家的大学及研究机构的16名国外嘉宾,以及来自国内31个科研单位的81名代表,共计97人。本次会议以"合成生物学:理念,协同,共享,突破"为主题,涉及合成生物学各个方面即元件、模块     

合成生物学专利态势分析

合成生物学是21世纪生物学领域的热点和前沿。该文基于inco Pat数据库收录的专利数据,对1999-2018年全球合成生物学领域的专利申请情况进行分析。从计量角度反映合成生物学领域的全球专利研究态势、主要国家的科研水平、重要专利申请人的研发布局、应用领域分布和技术研发热点。重点分析了该领域中国的科研产出情况,旨在为中国合成生物学领域科研决策和科研工作提供参考。     

生物学家称黑客未来可能设计出病毒感染人脑

<正>据英国《每日邮报》12月14日报道,美国加州一位生物学家日前警告称,细胞可以看做一种有生命的电脑,而DNA就是编程语言,因此黑客可能设计出能够感染人脑的病毒。美国加州奇点大学(Singularity University)生物学家安德鲁.赫塞尔(Andrew Hessel)说,"合成生物学"刚刚处于起步阶段,但它已经能够"微调"生物基因。这种技术大大超越了自然进化的速度,"合成生物学"可能失控。他说,     

学科交叉视角下合成生物学研究领域发展态势分析

合成生物学作为一门新兴交叉前沿学科,是当今大国科技竞争中生物前沿技术和生物安全领域的必争之地。对合成生物学领域的学科交叉融合态势进行探究,为识别新兴学科交叉方向以及我国合成生物学的学科布局优化和管理有一定的情报参考价值。运用文献计量和社会网络分析方法,基于Web of Science数据库1913-2021年间的科研论文,从合成生物学领域的学科交叉规模、学科交叉强度、学科交叉网络和演化三个方面进行了研究分析。结果发现,合成生物学领域20%的论文存在学科交叉,学科交叉度平均为0.58;理学、工学、医学是其中的三大交叉领域,与哲学、法学、管理学等社会科学领域的交叉融合也在不断深入;1990年以来,合成生物学领域的学科交叉融合广度在持续增加,已逐渐形成“小中心、大网络”的多边学科交叉网络。合成生物学领域的学科交叉仍存在较大的潜在发展空间,今后我国应加强合成生物学技术在工学、医学领域的转化和应用,加深与管理学、教育学等社会人文领域的渗透融合。     

合成生物学研究的特征与趋势———基于CiteSpace 的数据分析

21世纪初以来合成生物学在理论研究和应用研究方面均取得许多瞩目的 研究成果.以WoS(Web of Science)核心合集收录的2000-2019年合成生物学领域4765篇文献为研究对象,利用文献计量法和知识图谱可视化相结合的方法,系统回顾和展望合成生物学相关研究成果.研究结果表明:美国在合成生物学领域起主导作用,2014年开始中国在该领域的贡献度和影响力超过英国,成为第二大贡献国;合成生物学的基础研究、代谢工程、线路工程以及技术应用均取得重要进展,并形成较为完整的学科体系;理论与应用研究协同发展将是合成生物学未来发展的主线.     

合成生物学研究和应用的生物安全问题

 合成生物学指基于系统生物学的遗传工程,人工设计与合成新的生物元件和生物系统。本文简述合成生物学的发展及其可能造成的环境、公众健康安全问题及伦理问题。借鉴欧美等国家在合成生物学发展及管理方面的经验,提出中国应加强合成生物学研究和应用的风险评估、完善监督和管理体系、强化生物安全和生物伦理教育、推动与国际社会的交流和合作等。     

合成生物学:学科基础、研究进展与前景展望

由于基因组测序及DNA合成技术与工具的突破性进展,生物工程正在加速发展,导致合成生物学的出现。本文介绍了合成生物学的定义,强调了该学科的工程属性及关键的工程研究方法,举例说明了最近几年合成生物学在生物科学知识产生,在生物零件、装置及系统的建造,以及在药物、能源、酶的生产等研究领域的重要进展。特别值得注意的是,这些进展中的许多技术被认为是能够改变世界的技术,是由35岁以下甚至30岁以下的年轻研究人员完成的。本文还展望了合成生物学在生物科学和生物经济中的巨大潜力,也指出其面临的科学技术难题以及在生物安全、伦理、知识产权方面的问题。     

基因与基因组的精细合成原理和技术研究报告

合成生物学无论是对于理解生命的本质还是对发展改造生命的技术手段都具有非常重要的作用。在聚合酶拼接法(PCA)技术发明之后,随着大量设计引物和DNA测序的高效率和低成本,特别是大片段DNA的拼接、克隆等多项技术的建立和发展,使得从头合成大片段DNA甚至的微生物基因组成为现实。然而,作为一个新兴的领域,合成生物学仍面临着诸多的问题,无论是基础理论还是工程技术方面都还有待进一步的发展和完善。该课题重点发展"自下而上"的使能技术,包括DNA高通量、高保真合成和大片段DNA高效拼接。此外,亦进行染色体的改造来为天然产物的高效表达发展优化的底盘细胞。     

合成生物学、超材料和人工智能的融合

 提出了合成生物学、超材料与人工智能互相融合的思想,研究领域从合成生物学、超材料、人工智能拓展为生物超材料/超生物材料、智能超材料、智能合成生物学/生物人工智能,再到智能生物超材料,这种三向、三位一体的交叉融合为科学技术创新发展提供了新思路。     

我国科学家利用体外多酶系统实现纤维素完全转化

正近日,中国科学院天津工业生物技术研究所游淳研究员团队在ACS catalysis杂志(IF=11.384)在线发表了题为"Stoichiometric Conversion of Cellulosic Biomass by in Vitro Synthetic Enzymatic Biosystems for Biomanufacturing"的研究论文。该研究采用体外合成生物学的手段,首次实现了纤维素化学计量的生物转化,为纤维素转化合成高附加值生物基化学品提供了全新     

基因组学的未来

基因组学的真正起点,是1983年前后酝酿启动"人类基因组计划"的一系列公开讨论和会议,距今整整30年了。"国际人类基因组计划共同体"宣布人类基因组序列完成图的绘制结束是2003年,距今也已整整10年。10年沧桑也好,30年沧桑也好,"人类基因组计划"与基因组学研究发展所造成的巨变正在发生,影响着每一个人的生活。本期的特别策划文章就是深入介绍这沧桑和巨变的:从彻底解读一个人的基因组到有能力解读每个人的基因组。现在我们再来展望未来的基因组学与基因组生物学,谈谈这个基因组"新纪元"里生命科学发展的方向。首先是基因组学的研究方向,我们可以从基因组学研究的诸多"路线图"(用来描述学科发展前景的学科规划)说起。科学的根本目的就是要造福社会。基因组学研究在医学方向上的路线图是:基因组结构—基因组生物学—疾病生物学—医学科学—医疗保障。前两个是     

合成生物学的研究方向与应用

分析构建合成生物学元件的基本思路、研究原理和研究方法,阐述当前合成生物学的两个主要研究方向--最小生命体研究与合成元件的开发的国内外最新研究成果.前者的重点在于找到能维持生命的最少量基因,而后者的重点在于如何建立与天然细胞中相类似的功能元件,并使其能在宿主中顺利运行.两个研究方向出发点不同,但研究目标是一致的,其研究成果最终可以互相借鉴与融合.利用人工合成的最小生命体作为宿主,配合各种不同的生命功能元件合成生命元件,组装系统网络,最终创造出人造生命.同时,概要地指出了合成生物学的发展前景.     

只要能够想到 就能合成创造 来自合成生物学的诱惑

地球上的生命大都是自然形成的,然而一门新兴的学科却颠覆了这一规律,这门学科叫＂合成生物学＂（Synthetic biology）。它的诞生不过10年左右,但是它发展迅猛,已引起了各国科学家与政府的高度重视。尽管合成生物学还有不少技术难题需要攻克,     

群体感应系统的合成生物学研究进展

群体感应系统通过释放到环境中的信号分子来进行交流,进而协调群体行为,因其结构简单、机理清晰而广泛应用于合成生物学的研究.简要介绍合成生物学的概念,着重阐述基于群体感应系统的合成生物学研究及其在细胞浓度控制、生物被膜信号通路和生物化工领域的应用.最后,探讨群体感应系统研究的不足,并做进一步展望.