合成生物学相关文献
合成生物学的研究进展与应用

( hn s c d m f c n e n e h o g r e e p e t B in 0 0 8 C ia C ie eA a e yo i c dT c n l yf v l m n, e ig 1 0 3 , h ) S e a o oD o j n
d v lp n f n w i d sr s i y te i il g f C i a e eo me t o e n u ti n s n h t bo o y o h n ;Es b ih n h e e s r u e n e u ai n n t e bo e u i e c t l i g t e n c s a y r ls a d r g lt s i h is e r y a s o t,
20 0 4年美 国麻 省理 工学 院 ( T 《 术 评论 》 MI )技 曾 载 文介绍 十项 方兴未 艾 的技术 ,并 预测 这些 技术 将 给 人类生 活和工 作带 来革 命性 的影 响 ,合成 生物 学 (y tei Booy 技术 位列 榜首 。 S nh t i g ) c l 几年 的实 践表 明 , 这 项预测 正在 成为现 实 。最新 一期 的《 学》 科 杂志 报
Absr c : Th s a r nr du e t e o c pt f he y t e i bil g , rce p o r s a d oe i l p ia ins Ba e o t e ta t i p pe i to c s h c n e o t s n h tc o o y e nt r g e s n p tnta a plc to . s d n h tc noo y n te e o mi c a a trsis o h y t e i b oo ,t e u h r p s o wad hre pr p s l :Sr nghe ng a i e h lg a d h c no es h r ce itc f te s n h tc il g y h a t o ut fr r t e o o as te t ni b sc r s a c i s n h tc i lg vg r u l a e t b ihi n to a rs a c e e r h n y t e i b oo y io o sy nd sa ls ng ai n l e e rh b s o s nt tc o o y Fo u ig n he ta e i a e f y hei bil g ; c sn o t sr t gc
合成生物学文献

合成生物学文献合成生物学是一门综合了生物学、化学、工程学和计算机科学的学科,旨在通过人为设计、合成和改造生物系统,以实现特定的功能或产生有用的产物。
合成生物学的发展为生物技术和生物医药领域带来了巨大的创新和突破,也引发了一系列的伦理和安全问题。
合成生物学的研究目标之一是通过基因组编辑和合成来设计和构建新的生物系统。
近年来,基因组编辑技术如CRISPR-Cas9的出现,使得科学家们能够更加精确和高效地编辑生物基因组。
通过这种技术,研究人员可以删除、插入或修改生物体中的特定基因,从而改变其性状和功能。
这种能力为合成生物学的研究和应用提供了强大的工具和平台。
合成生物学在医药领域的应用也备受关注。
通过合成生物学的方法,科学家们可以设计和合成新的药物分子,以治疗各种疾病。
例如,利用合成生物学的技术,研究人员可以设计并合成具有特定药效的化合物,并通过基因编辑技术将其引入生物体内,从而实现精准治疗。
此外,合成生物学还可以用于生物传感器的设计和构建,以实现对特定生物分子或环境信号的检测和监测。
合成生物学的另一个重要应用领域是能源领域。
通过合成生物学的方法,科学家们可以改造微生物的代谢途径,使其能够高效地产生生物燃料或其他有用的化合物。
例如,利用合成生物学的技术,研究人员可以设计和合成具有高产能的微生物菌株,用于生产生物柴油、生物乙醇等可再生能源。
这种方法不仅可以减少对化石燃料的依赖,还可以降低对环境的影响,具有重要的经济和环境意义。
然而,合成生物学的发展也带来了一系列的伦理和安全问题。
合成生物学研究中的生物安全问题是人们关注的焦点之一。
合成生物学的技术和方法可以被滥用,用于制造生物武器或恶意生物体,给社会带来巨大的风险和挑战。
因此,加强对合成生物学研究的监管和安全管理,确保其在可控范围内发展,是非常重要的。
合成生物学作为一门新兴的交叉学科,具有巨大的潜力和应用前景。
通过合成生物学的研究和应用,我们可以设计和构建新的生物系统,开发出新的药物和能源,推动生物技术和生物医药的发展。
合成生物学赋能生物经济高质量发展的对策研究——以浙江为例

合成生物学赋能生物经济高质量发展的对策研究——以浙江
为例
劳慧敏;田甜;冯瑞;李明珍
【期刊名称】《科技通报》
【年(卷),期】2024(40)4
【摘要】合成生物学作为融合生物学、工程学、化学和信息技术等学科的新兴领域,是21世纪生物学领域催动颠覆性创新的前沿代表,也是带动未来生物经济发展的关键力量。
本文分析探讨国内外合成生物学发展态势,研究发现目前美国处于国际领先地位,国内仍处于早期发展阶段,但在专利申请等基础研究方面已有突出优势,初步形成以深圳、天津、上海为代表的合成生物学发展模式。
结合浙江省合成生物学在技术储备、创新平台、标志性成果等方面的发展基础,基于比较分析视角研判其在战略谋划、创新资源、创新主体和科技伦理等方面存在的问题,针对性地提出加快合成生物学技术创新、产业发展,推动生物经济高质量发展的对策建议。
【总页数】5页(P114-118)
【作者】劳慧敏;田甜;冯瑞;李明珍
【作者单位】浙江省科技信息研究院(智江南)
【正文语种】中文
【中图分类】G31
【相关文献】
1.以文化赋能区域经济高质量发展对策研究——以黑河市爱辉区为例
2.文化赋能浙江县域旅游业高质量特色发展的现存问题与对策——以永嘉、常山、景宁三县为例
3.以创新深化赋能浙江经济高质量发展——访浙江大学管理学院院长、浙江大学全球浙商研究院院长魏江教授
4.数字化改革赋能经济社会高质量发展:基本成效、践行理念与实践经验——以浙江省为例
5.产业数字金融赋能经济高质量发展研究——以浙江绍兴为例
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合成生物学_学科基础_研究进展与前景展望

术从专门的工艺转化为一个成熟的工业。美国普
林斯顿大学电子工程系与分子生物学系的 We is s
等[10]发表了题为“合成生物学: 对于一个刚出现
学科的新的工程作用”的综述。他们概括了合成
图 2 DNA 合成与测序技术的发展及其与半导体芯片 生物学新学科的基本性能以及与其它工程学科相
技术的比较
比的独特性; 讨论了从生物装置、模块、细胞到
3 合成生物学的研究方法
多细胞系统各个层次进行设计和建造工程细胞的 方法。Bre itha up t[11]在“对生物学的工程师方法”
3.1 合成生物学的工程本质
一文中指出, 工程师对分子生物学的兴趣与贡献
合成生物学新学科综合应用包括分子生物 已经激励产生出一个全新的研究领域: 合成生物
学、工程学、化学、数学、物理学、信息学等不 学。尽管至今还没有商业应用, 但对于基础研究
Synthetic Biology: Fundam entals , Advances and Prospect
Zhao Xueming Wang Qingzhao
(De p a rtme nt of Biolog ic a l Eng ine e ring , Sc hool of Che mic a l Eng ine e ring & Te c hnolog y; Tia njin Ke y La b ora tory for Biolog ic a l a nd Pha rma c e utic a l Eng ine e ring ; Ins titute of life Sc ie nc e a nd Bioe ng ine e ring , Tia njin Unive rs ity,
同 学 科 的 知 识 , 进 行 设 计 及 实 现 新 的 细 胞 行 为 , 的 展 望 是 非 常 令 人 鼓 舞 的 。 Pa nke 等 [12]发 表 了
合成生物学研究进展及应用前景

合成生物学研究进展及应用前景闫建俊;白云凤;张忠梁;冯瑞云;张维锋【摘要】The creation of a bacterial cell controlled by chemical synthesized gene makes a new frontier in synthetic biology. This paper reviewed the important events in synthetic biology studies and predicted the great potentiality of synthetic biology in environmental protection, energy resources development and drug discovery, and the challenges of scientific and technological barriers were discussed.%化学合成基因组控制的细菌细胞的诞生,使合成生物学这一新兴学科再次引起了人们的高度关注.简要介绍了合成生物学的概念和主要研究进展,展望了合成生物学在环境治理、能源开发、人类疾病治疗等方面的巨大潜力,同时指出其面临的科学技术难题以及在生物安全等方面的问题.【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2011(039)009【总页数】3页(P1014-1016)【关键词】合成生物学;研究进展;应用前景【作者】闫建俊;白云凤;张忠梁;冯瑞云;张维锋【作者单位】山西大学生物工程学院,山西太原030006;山西省农业科学院作物科学研究所,山西太原030032;山西大学生物工程学院,山西太原030006;山西省农业科学院作物科学研究所,山西太原030032;山西省农业科学院作物科学研究所,山西太原030032【正文语种】中文【中图分类】Q-1合成生物学是建立在系统生物学、生物化学、生物物理学、生物信息学等学科基础之上,旨在设计、改造、重构或创造生物分子,进而使这些分子在生命系统中具有活性功能。
合成生物学在中药现代化中的应用

合成生物学在中药现代化中的应用李超静1 王平平2 杨成帅2 王燕2 严兴2 周志华2[1. 生合万物(上海)生物科技有限公司上海 201321;2. 中国科学院分子植物科学卓越创新中心 上海 200032]摘要中药以药用植物为主,在我国已有数千年的应用历史,为中华民族的健康与繁衍做出了重要贡献。
中药的活性成分是中药发挥功效的物质基础,明确中药中的活性成分组成并建立各活性成分的绿色、低成本获取技术是推进中药现代化的关键。
随着合成生物学的发展及其在植物天然化合物绿色制造领域中的应用,合成生物技术不仅为中药活性成分的绿色、低成本、规模化生产提供了新途径,也将为明确中药的活性成分组成及其药效机制提供技术支撑与物质基础。
本文以青蒿素、人参皂苷和淫羊藿素等中药活性成分的合成生物技术开发与应用为例,探讨合成生物学在推动中药现代化进程中的作用。
关键词合成生物学 中药现代化 天然化合物 异源定向合成中图分类号:Q819; O629.71 文献标志码:A 文章编号:1006-1533(2024)07-0032-09引用本文李超静, 王平平, 杨成帅, 等. 合成生物学在中药现代化中的应用[J]. 上海医药, 2024, 45(7): 32-40; 80.Application of synthetic biology in modernization of traditional Chinese medicine LI Chaojing1, WANG Pingping2, YANG Chengshuai2, WANG Yan2, YAN Xing2, ZHOU Zhihua2[1. SynBioTech (Shanghai) Co., Ltd., Shanghai 201321, China; 2. CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences,Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032, China]ABSTRACT Traditional Chinese medicine, primarily based on medicinal plants, has been used for thousands of years in China and has made significant contributions to the health and proliferation of the Chinese nations. The bioactive compounds are the pharmaceutical basis for Chinese medicine. The identification of the composition of active components in Chinese medicine and the establishment of their green, low-cost manufacturing technoogies would play key roles in the promotion of the modernization of Chinese medicine. The recent development of synthetic biology not only provides new avenues for the green, low-cost and large-scale production of bioactive components of Chinese medicine but also offers technical support and necessary compounds for clarifying the composition of active components and their pharmacological mechanisms. This article reviews the development and application of synthetic biology in the production of bioactive components of Chinese medicine, such as artemisinin, ginsenosides and icaritin, and the potential roles of synthetic biology in promoting the modernization of Chinese medicine.KEY WORDS synthetic biology; modernization of Chinese medicine; natural products; heterologous directed synthesis中药是指在中医理论指导下,用于预防和治疗疾病并具有康复与保健作用的植物、动物、矿物及其制品。
合成生物学与iGEM

合成生物学与iGEM
徐德昌
【期刊名称】《生物信息学》
【年(卷),期】2012(010)002
【摘要】合成生物学是通过人工设计和构建自然界中不存在的生物系统来解决能源、材料、健康和环保等问题的新兴学科。
随着基因组技术的快速发展,合成生物学领域的进展很快,发表论文数快速攀升,我国对这个学科的贡献也在不断提高(见表1)。
【总页数】2页(P145,147)
【作者】徐德昌
【作者单位】《生物信息学》编辑部,黑龙江哈尔滨,150090
【正文语种】中文
【中图分类】Q5
【相关文献】
1.合成生物学基因设计软件:iGEM设计综述 [J], 伍克煜; 刘峰江; 许浩; 张浩天; 王贝贝
2.助推合成生物学会聚研究、提升中华民族科技创新能力——《合成生物学》创刊有感 [J], 赵国屏
3.从生物产业技术到合成生物学:传承与创新——寄语《合成生物学》创刊 [J], 张先恩
4.助推合成生物学会聚研究、提升中华民族科技创新能力
——《合成生物学》创刊有感 [J], 赵国屏
5.从生物产业技术到合成生物学:传承与创新
——寄语《合成生物学》创刊 [J], 张先恩
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合成生物学相关文献(免费共享)

合成生物学相关文献(免费共享)摘要:通过将组成生物系统的各类单元模块化、标准化,合成生物学希望达成一种新的生物技术发展模式:即从主要开发里欧那个天然生物系统既有功能,变为用人工设计合成的生物系统来完成天然系统不能完成或者完成效率低的功能。
合成生物学通过开展生物元件或者器件、生物途径等多个层次的工程化研究来实现上述目标。
◆综述:1.Boyle PM,Silver PA.2009. Harnessing nature’s toolbox: regulatory elements forsynthetic biology. J R Soc Interface, doi;10.1098.rsif.f8.0521.focus2.McArthur IV GH,Fong SS.2010. Toward engineering synthetic microbialmetabolism. J Biomed Biotechnol,doi:10.1155/2010/459760。
综述了元器件工程(components engineering)、和途径工程(pathway engineering)的进展。
3.Andrianantoandro E,Basu S,Karig D,et al.2006.Synthetic biology:new engineeringrules for an emerging discipline. Mol Syst Biol,2:14-27。
◆合成生物学元器件工程:利用不同调控机制的人工调控器件:4.Boyle PM,Silver PA.2009. Harnessing nature’s toolbox: regulatory elements forsynthetic biology. J R Soc Interface, doi;10.1098.rsif.f8.0521.focus。
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合成生物学相关文献摘要:通过将组成生物系统的各类单元模块化、标准化,合成生物学希望达成一种新的生物技术发展模式:即从主要开发里欧那个天然生物系统既有功能,变为用人工设计合成的生物系统来完成天然系统不能完成或者完成效率低的功能。
合成生物学通过开展生物元件或者器件、生物途径等多个层次的工程化研究来实现上述目标。
◆综述:1.Boyle PM,Silver PA.2009. Harnessing nature’s toolbox: regulatory elements forsynthetic biology. J R Soc Interface, doi;10.1098.rsif.f8.0521.focus2.McArthur IV GH,Fong SS.2010. Toward engineering synthetic microbialmetabolism. J Biomed Biotechnol,doi:10.1155/2010/459760。
综述了元器件工程(components engineering)、和途径工程(pathway engineering)的进展。
3.Andrianantoandro E,Basu S,Karig D,et al.2006.Synthetic biology:new engineeringrules for an emerging discipline. Mol Syst Biol,2:14-27。
◆合成生物学元器件工程:利用不同调控机制的人工调控器件:4.Boyle PM,Silver PA.2009. Harnessing nature’s toolbox: regulatory elements forsynthetic biology. J R Soc Interface, doi;10.1098.rsif.f8.0521.focus。
系统的综述了国际上相关工作研究:细胞中的转录调控、RNA调控、蛋白质信号转导等生物调控机制都已经被成功的用于构建合成生物调控元件。
转录调控5.Elowitz MB,Leibler S.2000. Asynthetic oscillatory network of transcriptionalregulators. Nature,403:335。
基于转录调控的合成调控器件:基因振荡器6.Stricker J,Cookson S,Bennett MR, et al.2008. A fast, robust and tunablesynthetic gene oscillator. Mature 456:基因振荡器7.Ajo-Franklin CM, Drubin DA, Eskin JA, et al. 2007.Rational design of memory ineukaryotic cells. Genes Dev,21:2271-2276。
对输入信号具有永久“记忆”功能的转录调节单元。
8.Friedlland AE,Lu TK et al.2009. Synthetic gene networks that count.Science,324:1199-1202。
计数器RNA的调控:9.Isaacs FJ,Dwyer DJ,Collins JJ.2006. RNA Synthetic biology. Natbiotechnol,24:545-554。
位于5‘非翻译区(UTR)的Riboswitch可作为小分子感受器,用于小分子信号调控蛋白质的翻译。
10.Win MN, Smolke CD.2008. Higher-order cellular information processing withsynthetic RNA devices. Science 322:456-460。
Riboswitch区域还可以和核酶相连,通过小分子控制核酶的催化功能。
11.Bayer TS,Smoke CD.2005. Programmable ligandcontrolled riboregulators ofeukaryotic gene expression. Nat Biotechnol,23:337。
利用Riboswitch可设计感受单种小分子信号的“翻译开关”,在特定小分子存在时候实现(或解除)对特定mRNA的翻译机制,还可以实现用多种小分子信号的组合输入来调控蛋白质表达水平。
12.Rinaudo K,Bleris L,Maddamsetti R,et al.2007. A universal RNAi-based logicevaluator that operates in mammalian cells. Nat Biotechnol,25。
设计验证了小干扰RNA(siRNA)的组合逻辑调控能力,同一阻遏蛋白由两种具有不同UTR区的mRNA编码,只有当良好总相应的siRNA同时存在时候,其下游基因的抑制才能被解除。
13.Swinburne IA, Miguez DG, Landgraf D,et al.2008. Intron length increasesoscillatory periods of gene expression in animal cells. Genes Dev,22;2342。
在高等真核生物中,内含子也可以是mRNA层次调节的重要途径。
内含子可能调控的机制之一,是增长mRNA的成熟时间,延长蛋白质表达。
Swinburne 等用一个内含子和自抑制回路的人工基因器件验证了该器件能够产生脉冲式的基因表达,并且脉冲的频率依赖于内含子的长度。
信号转导蛋白调控:14.Moglich A, Ayers RA,Moffat K.2009. Design and signaling mechanism oflight-regulated histidine kinases. J Mol Biol, 358:1433-1444。
Moglich等用感光的LOV结构域(PAS结构域的一个亚家族)替换了一种天然组氨酸激酶中感受氧分压的LOV结构域,成功合成了一种人造感光信号蛋白。
15.Koide S.2009. Generation of new protein functions by nonhomologouscombinations and rearrangements of domains and modules. Curr Opin Biotechnol,20。
综述了近年来通过结构域重排获得新的功能的蛋白质,特别是新的结合蛋白、分子开关蛋白的研究进展。
元器件的模块化、通用性、多样化:16.Skerker JM, Perchuk BS, et al.2008. Rewiring the specificity of two-componentsignal transduction systems. Cell,133:1043-等用细菌双组分系统,展示了仅仅通过两个界面残基的突变,就能改变上游组氨酸激酶和下游效应分子的连接特异性,从而改变了信号通路。
但不破坏相应的调节、调控或者催化功能。
17.Bhattacharyya RP,Remenyi A,Yeh BJ,et al.2006. Domains,motifs,and scaffolds:therole of modular interactions in the evolution and wiring of cell signaling circuits.Annu Rev Biochem,75。
新的相互作用特异性还可以通过在上下游分子中分别引入的“插座”(adaptor)结构域、能够被adaptor特异性识别的配体结构域实现。
Lim等用这一策略改造了MAPK激酶信号传导通路中脚手架蛋白的adaptor结构域,实现了真核细胞中信号通路的重连接。
18.Ellis T,Wang X,2009. Diversity-based,modelguided construction of sysnthesicgene networks with predicted functions. Nature Biotechnol,27。
除了相互作用的特异性以外,相互连接的上下游部件之间的输入输出强度不匹配,也是部件之间不能协同工作的原因,Ellis等通过构建启动子文库,获得一系列有不同定量特性(转录活性)的启动子,实现对其定量测试。
在后续设计的调控网络中,依据数学模型,直接选择使用具有所要求的定量特性的启动子元件。
这一工作很好的战士了合成生物学通过序列变化产生有多样化定量特性的同类功能元件,以及模块化构建复杂生物系统的研究策略。
人工器件的设计与筛选19.Koide S.2009. Generation of new protein functions by nonhomologouscombinations and rearrangements of domains and modules. Curr Opin Biotechnol,20。
在相关天然蛋白结构序列数据较为充分的情况下,合理设计有可能把对连接片段的筛选范围缩小至数十种,对结构域界面的筛选范围缩小到数个氨基酸为点突变。
20.Mandell DJ,Kortemme T.2009. Computer-aided design of functional proteininteractions. Nat Chem Biol,5:797目前,在蛋白质天然结构框架上从头设计新的相互作用尽管已经取得很大的进展,但很大程度上还受到理论模型精度不足的限制。
对一些蛋白质家族,如细菌双组份信号转导蛋白、DNA结合结构域等,对其序列、结构、进化信息的分析有可能让我们判别其像话作用界面剂界面上对像话作用特异性有决定性影响的残基。
对这些位置的序列进行设计或者有限的随机突变可获得新的相互作用特异性。
人工调控元件用于研究天然调控系统21.Kornmann B,Currie E,Collins SR,et al.2009. An ER-Mitochondria tetheringcomplex revealed by a synthetic biology screen. Science,325。
用人工构建的、包含线粒体膜结合结构与和内质网膜结合结构域的人工蛋白导入酵母细胞,用遗传互补的方法发现了内源线粒体-内质网系连复合物。
◆合成生物学途径工程途径设计22.Prather KLJ, Martin CH.2008. De novo biosynthetic pathways: rational design ofmicrobial chemical factories. Curr Opin Biotechnol,19:468。