合成生物学的里程碑:酿酒酵母基因组合成

正每一个物种都拥有一套独一无二的遗传信息,哪怕是结构和功能最简单的生命体,想要在实验室里"创造"出来,也曾经被认为几乎是不可能的。尽管如此,科学家从未停止对生命奥秘的探索。近年来,以"通过创造来理解"为核心理念的合成生物学快速兴起,其中一个方向即通过大规模的工程化设     

体外合成生物学:无细胞蛋白合成系统研究进展

合成生物学是近年来融合生物、化学和工程等学科的新兴交叉研究领域,推动人类由理解生命到创造生命的革新.体外合成生物学不依赖生命体,在试管等媒介中研究生命活动和规律,是合成生物学重要的前沿领域.作为体外合成生物学最重要的研究平台,无细胞蛋白合成系统利用外源DNA或mRNA直接在体外合成目标蛋白质,不依赖于细胞结构,突破传统生物方法的局限,具有简便、快速、可控性强和绿色经济等优点,同时为理解生命进化和人工创造生命系统提供了重要的研究模型.本文综述了无细胞蛋白合成系统的发展历程、组成、类型、优势等,并对其在高通量蛋白质和药物合成方面的应用进行了总结.     

与合成生物学的亲密接触

<正>生物技术的发展帮助人类实现了从发现生物到"制造"生物的转变。作为一门高度工程化的综合类学科,合成生物学似乎离我们非常遥远。但在贾斯丁·帕哈拉博士和朱莉·勒高特两位"生物极客"的带领下,我国部分青少年却有幸近距离接触到了合成生物学。我们特地选取了参与活动的几所学校,让参与实验的学生们谈谈通过这次     

合成生物学走过的十年

如果生物学知识要成为一门成熟的、适度预见性的科学,需要融入合成生物学的研究方法。而《自然》杂志为合成生物学创建十年所写的这篇社论认为,对基础科学的贡献和来自基础科学的贡献,是合成生物学最值得庆祝的部分。     

搭建生命积木的合成生物学

●合成生物学能为我们带来什么？随着科学家对DNA“读写”能力的进一步提高。生物工程学创造出了更多的奇迹。如果给人类装上声纳．我们会像蝙蝠一样在黑暗中旅行吗？如果人类有从阳光中吸取能量的基因．我们是否会像植物一样进行光合作用？利用生物学和工程学手段。科学家正在改变着世界……     

青蒿素:人类抗疟之路的重要里程碑

据世界卫生组织(WHO)2009年最新统计数据,世界上约有2.5亿人感染疟疾,将近100万人因感染疟原虫而死亡,如果没有屠呦呦发现的青蒿素,那么2.5亿疟疾感染者中将有更多的人无法幸     

厉害了,合成生物学

本文内容参考借鉴了宋凯教授所著的《合成生物学导论》一书,张浩千博士撰写的《合成生物学的发展、挑战与风险》一文,以及国内外的众多资料,在此向所有作者表示感谢。希望藉由这篇科普短文,能让广大青少年开始接触并初步了解合成生物学这一有望改变人类发展进程的崭新领域。     

合成生物学与人工生命体

计算机出问题不能工作了,通常我们会选择重装操作系统,而类似的想法在活的细胞中也能够实现.这是怎么回事呢?2007年10月6日,基因组研究先锋美国克雷格·文特尔研究所(J.Craig Venter Institute)已成功地合成了生殖支原体(Mycoplasma genitalium)的基因组.     

科学的里程碑

新的１０００年即将来临之际,抚今追昔,最近一期美国《国家地理》杂志回顾了１０００年来在科学技术各个领域取得的突破性成就。公元 １４００—１５００年 ·受到古老的教科书──欧几里德几何学、托勒密地理学和盖仑医学的启迪,近代科学在欧洲文艺复兴时期萌芽。这些教科书被阿拉伯学者保存下来,使其免遭欧洲中世纪愚昧黑暗时代的劫难。１５００—１６００年 ·１５４３年,维萨里发表第一部精确人体解剖学著作;哥白尼从理论上阐明地球和其他行星绕太阳旋转。 ·１５７２年,布拉特观察到一颗超新星,证明天体并非是一成不变的。１６…     

吗啡的合成生物学研究和工业化生产

吗啡是鸦片中重要的生物碱,其合成生物学制造及相关工业化生产,是合成生物学领域继人工合成青蒿素之后最有代表性的实例.本文从吗啡合成的有关代谢通路的阐明和设计开始,总结整理吗啡在酵母中的生物合成方法,介绍这一划时代工作的全过程及合成生物学技术的潜力和前景.     

爱因斯坦的里程碑

<正>自阿尔伯特·爱因斯坦提出广义相对论的近一个世纪以来,科学家们基于他的理论取得了喜忧参半的成果。1914年:相对论和第一次世界大战爱因斯坦向科学界投出了一枚重磅炸弹——广义相对论,这枚"炸弹"的威力要远胜于真实的炸弹。第一次世界大战极度地限制了科学家分享想法以及实施对于检验广义相对论的关键性实验。一战时期,当时在俄国前线任职炮兵军官的德国物理学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)就试图尝试对相对论的理论进行检验。史瓦西的工作描     

对话贺林:SJTU-BioX-Shanghai_iGEM团队在我国合成生物学中的创新发展

正2016年10月31日,为期五天的"国际基因工程机器设计大赛"(International Genetically Engineered Machine Competition,i GEM)全球总决赛在美国波士顿海因斯会议中心落下帷幕.比赛吸引了全球近300支队伍参赛,竞争相当激烈,中国地区总共有63支队伍参与决赛.最终,由上海交通大学8名本科生组成的代表队SJTU-Bio XShanghai凭借"用于疾病诊断的多功能酵母接口"这一项目蝉联了世界金牌,再一次为中国、为上海交通大学争得了     

青蒿素合成生物学及代谢工程研究进展

青蒿素生物合成途径仅见于青蒿, 但其"上游"途径为真核生物所共有, 可望通过"下游"途径重建, 在真核微生物(如酵母)中全合成青蒿素. 过去10 年来, 青蒿素合成基因被国内外研究团队陆续克隆并导入酿酒酵母细胞, 已成功合成青蒿酸及双氢青蒿酸等青蒿素前体. 由于酵母缺乏适宜的细胞环境, 尚不能将青蒿素前体转变成青蒿素. 因此, 青蒿依然是青蒿素的唯一来源, 凸显出继续开展青蒿种质遗传改良的必要性. 我国科学家采用"开源"或"节流"等策略,已相继培育出多种转基因青蒿植株或品系, 为实现青蒿素的高产、稳产奠定了坚实的基础. 同时, 青蒿素生物合成的限速步骤尤其是终端反应机制已基本得到阐明, 有助于开展青蒿素形成与积累的环境模拟及仿生, 从而为彻底缓解青蒿素的供求矛盾创造先机. 本文最后讨论了产青蒿素前体微生物专利的作用及中国避免这些专利壁垒的方法.     

合成生物学在医学中的应用

合成生物学是21世纪初出现的一门重要前沿交叉科学。在医学领域中,对利用合成的生物学回路来弥补功能异常以达到治疗目的,有越来越多的探讨,正促使医学合成生物学诞生。合成生物学(synthetic biology)是2000年出现的一门融汇生物学、工程学、化学和信息学等学科而成的交叉科学。目前对合成生物学的定义还存在不同认识,较普遍接受的观念是:①为了应用目的,重新设计现存的自然生物学系统;②设计和建造全新的生物学元件、回路和系统。从这样的观念出发,合成生物学与有机     

合成生物学必须直面的五项挑战

有关合成生物学的一些报道给人的感觉是:操纵生命的能力似乎仅仅被想象力操控。或许不久以后,研究人员可以对细胞进行"编程",从可再生来源(renewable source)中生产出大量的生物燃料,或检测毒素的存在,或按照人体的需要释放精确的胰岛素,等等。     

面向合成生物学的机器学习方法及应用

机器学习的目标是设计可以根据先验知识和观测数据不断改进其性能的算法.该算法可以帮助机器从大量的数据中提取知识,从而提升其在特定任务上的性能.作为数据驱动的方法,机器学习可以有效利用高通量实验技术产生的大批量生物数据,实现合成生物体的功能预测与智能化设计,改变合成生物学的研究范式.本文首先介绍机器学习在合成生物学领域广泛...     

从首个合成细胞看合成生物学的现状与发展

合成生物学是一门新兴交叉学科,诞生至今已在医药、能源、环境、农业等多个领域展现出巨大的应用前景和发展潜力,对探索生命起源与进化等生物学基本问题亦发挥重要作用.随着2010年5月首个合成细胞的诞生,合成生物学再次引起了社会各界的高度关注和广泛讨论.欧美等国已在合成生物学领域开展多项研究并已取得诸多成果.为了推动和促进这一新兴学科在中国的发展,本文在阐明合成生物学概念及研究内容的基础上,一方面综述了合成生物学的研究现状及国内外发展,分析了合成生物学所面临的机遇与挑战;另一方面,对合成生物学未来的发展,尤其是在中国的发展作出展望.     

膜蛋白研究的里程碑

2003年10月, 诺贝尔化学奖颁给了两位生物学家, 美国约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)医学院的Peter Agre和洛克菲勒大学(Rockefeller Uni-versity)休斯医学研究所(Howard Hughes Medical In-stitute)的Roderick Mackinnon, 以表彰他们“在膜通道研究领域上的一系列开创性的工作”. Agre的主要贡献是发现了细胞膜上水通道的存在; 而Mackinnon的主要贡献则是通过解析钾离子通道的三维空间结构阐明了该离子通道的机制.     

空难里程碑:从莱特兄弟到波音B777

<正>2014年,连续发生了几起令人印象深刻的空难,数以百计的旅客殒命苍穹,而马航失联与韩亚空难中的主角波音B777也备受议论。事实上,飞机空难的历史,几乎和飞机本身的历史一样长久。从简易的老式小型飞机,到集成了大量现代技术的巨型喷气式客机和超音速客机,都无法逃脱空难的魔掌。100多年来,形形色色的空难构成了航空史上一座座黑色的里程碑。     

现代物理的新里程碑

1999年10月12日,瑞典皇家科学院将1999年度诺贝尔物理学奖授予荷兰乌得勒支大学的赫拉尔杜斯·霍夫特教授和美国密西根州大学退休教授马丁努斯.J.C.韦尔特曼。 霍夫特,1946年出生于荷兰的登海尔德,1972年在乌得勒支大学获物理学博士学位,于1977年任乌得勒支大学教授。由于重整化规范场理论方面的工作,1979年获美国物理协会丹尼·海涅曼奖,1982年获沃尔夫奖,同年成为荷兰科学院院士。霍夫特的研究领域很广,涉及规范场论、量子重力和黑洞等方面,著述颇丰,发表论文159篇。最近又