摘要：“合成生物学”在生命科学研究中汇聚了工程、物理、化学、数学、计算机等学科的进展,采用工程科学的研究理念,对生物体进行有目标地设计、改造乃至重新合成,甚至创建赋予非自然功能的“人造生命”,推动了从认识生命到设计生命的跨越,正在引领产业技术变革和生物经济可持续发展。本文结合中国科学院天津工业生物技术研究所作为我国合成生物学领域重要代表成立十年来的发展,聚焦“造物致用”,简要回顾和梳理了国内外合成生物学的重要科技进展与产业发展状况,并展望分析了我国合成生物学的未来发展。

摘要：21世纪初,工程科学的研究理念与现代生物学、系统科学以及合成科学的融合,形成了以采用标准化表征的生物元件,在理性设计指导下,重组乃至从头合成创新的、具有特定功能的人造生命为目标的"合成生物学"。合成生物学开启了生命科学可定量、可计算、可预测、可制造的"会聚"研究新时代。

摘要：合成生物学通过引入工程科学“自下而上”认识生命体系的理念,在生命科学研究中采用“设计—构建—测试—学习”迭代的研究范式,并在基因组和系统生物学的基础上,构建工程化的新生命体系,为生命科学提供了“从创造到理解”的新途径,不仅颠覆了从整体到局部的“格物致知—还原论”的传统研究策略,还开启了理解生命本质的“建物致知”新文化。同时,合成生物学将生物技术由“模拟自然过程”和“遗传工程改造”上升至“定量理性设计”和“标准化构建测试”的高度,推动生物工程和代谢工程朝着对标生命过程的高效率、普适性的工程化“重编程”,甚至是“从头构建”的新高度,以实现“建物致用”的目标。文章梳理了合成生物学近年来在生命科学基础研究中“建物致知”方面的重要进展,列举了其在化工、医药、食品、环境等应用领域中“建物致用”的具体案例,展现了合成生物学对人类社会全面发展正在发挥的重大影响,强调了为确保合成生物学的健康、快速发展,构建会聚生态系统与治理体系的重要性。

摘要：合成生物学不仅推动了生物工程应用的革命性发展,也为生命科学基础研究带来了崭新机遇。该文提出了合成生物学目前的核心科学问题,一方面是解答生命功能跨层次涌现的原理,另一方面是基于涌现性原理解决生命系统的理性设计与构建这一瓶颈问题;总结了在合成生物学研究中,当功能涌现原理已知或未知时的不同研究范式,并讨论了合成生物学的定量研究方法,包括基于"定量表征+数理建模"的白箱模型与基于"自动化+人工智能"的黑箱模型。通过结合自上而下的工程研究范式与定量化、理论化的研究方法,定量合成生物学这一新领域将有望推动基础生命科学与合成生物学的双重变革。

摘要：为了从大量的候选菌株中快速筛选头孢菌素酰化酶产生菌 ,设计并合成了一系列头孢菌素酰化酶的底物类似物。这些酰胺类的底物类似物由二部分组成 ,一部分为与头孢菌素相同或相似的侧链 ,另外一部分为发色基团或便于检测的基团。它们被酰化酶水解酰胺键以后可以方便快速的检测 ,因此用于对大量菌株进行快速筛选。采用这些化合物筛选到 6株酰化酶阳性菌株。其中菌株ZH0 65 0能够同时水解GL 7ACA和多个底物类似物。进一步研究表明 ,该菌至少产生 3种酰化酶 ,AD NABA酰化酶 ,青霉素G酰化酶和头孢菌素C酰化酶。我们初步纯化了AD NABA酰化酶和青霉素G酰化酶 ,并对头孢菌素C酰化酶的活力进行了鉴定。这是首次报道的可以产生青霉素G酰化酶和头孢菌素酰化酶等多种酰化酶的菌株 ,具有良好的应用前景。

摘要：合成生物学是综合了科学与工程的一个崭新的生物学研究领域,为生命现象及其运动规律的解析提供了一种采用"自下而上"合成策略的正向工程学的研究思路和方法手段,在经济和社会发展中具有巨大的应用开发潜力。近年来,DNA合成与系统生物学技术的发展使生命系统复杂基因回路的设计、合成与组装逐步成为可能,并应用于生物基化学品、生物燃料、医药中间体、保健产品的生产和环境保护等领域。但是,合成生物学的研究仍然面临科学、技术和伦理的挑战,只有积极地应对这些问题,在加大研究开发支持力度的同时,做好必要的风险监管,才能真正把握合成生物学发展带来的历史机遇。

摘要：合成生物学采用工程科学研究理念,对生物体进行有目标地设计、改造乃至重新合成,创建赋予非自然功能的“人造生命”。合成生物学研究融合生物、工程、物理、化学、计算机等学科,促使生命科学实现从观测性、描述性、系统分析认识生命的实验科学,向可定量、可预测、人工设计合成生命的工程科学的跨越,带来生命科学领域第三次革命。合成生物学研究,采用理性设计以及“自下而上”的策略,从生物元器件、模块到复杂途径网络,有目的地设计并合成或重构具有特定功能的人工生物体系;这种元件到器件模块再到生物网络的方法。

摘要：在土壤中分离到一株细菌STRB ,该菌可以在SFM、LB、EMB、PDA、MM、MacC等多种培养基上生长 ,革兰氏染色为阴性 ,电镜观察无鞭毛。生化指标检测显示 ,该菌株对多数糖类不能发酵 ,经bioMerieuxVitek公司的革兰氏阴性细菌检测试验卡 (GNI)鉴定为醋酸钙不动杆菌。设计 2对简并引物对其 16SrRNA进行PCR扩增 ,16SrRNA序列及其进化树分析结果显示 ,该菌为约翰逊不动杆菌。

摘要：根据吸水链霉菌"应城变种10-22"的一个文库质粒pHZ1392的测序结果设计了1对引物,聚合酶链反应扩增编码TetR的663bp基因,利用T载体和蓝白斑筛选构建了克隆质粒T TetR,经序列测定确认扩增序列正确后克隆至pET24a,构建了表达质粒pET24a TetR,再经序列测定确认未发生移码后转化表达宿主菌E coliDL21(DE3),IPTG诱导后的SDS-PAGE分析显示蛋白表达获得成功,并进一步利用Ni-NTA树脂纯化了TetR蛋白。

摘要：　　通过抑制消减杂交技术,比较问号钩体黄疸出血群赖型赖株与双曲钩端螺旋体57001株之间基因组的差异,筛选致病钩体特有的基因片段.主要方法为以问号钩端螺旋体黄疸出血群赖型赖株为tester,非致病性双曲钩端螺旋体57001株为driver,培养后分别抽提基因组DNA,经Alu Ⅰ酶切后连接特殊设计的adaptor进行消减杂交和PCR,获得的消减混合物经T/A克隆后,转化入pMD18中建立消减杂交文库.经PCR和dot blot筛选鉴定阳性克隆,并进行测序及同源分析.结果显示在随机挑取的188个克隆中,有35个含有tester特异的DNA序列.特异性片段测序后进行生物信息学分析,发现.本研究筛选并分析了可能与钩体毒力相关的基因.为进一步探讨该基因地生物学功能及阐明问号钩端螺旋体黄疸出血群赖型赖株致病分子机制打下了基础.……