摘要：基因组大片段克隆技术是合成生物学研究领域关键的使能技术。传统的大片段克隆技术获取目的大片段的手段存在各种缺陷,比如随机建库克隆需要依靠高通量筛选;PCR难以扩增10 kb以上片段,从小片段拼装费时费力且突变率高;基于限制性酶切连接难以找到片段两端适宜的限制性内切酶酶切位点。最近全基因组合成等前沿研究创造了全新的高性能大片段克隆方法,比如CRISPR/cas9系统中cas9可识别并切割20 bp核酸序列解决了识别位点设计难题,可用来获取任意目的基因片段;组合Gibson或者酵母偶联重组技术组装技术,可高效克隆大片段基因。本文将分类介绍基因组大片段克隆技术,并提出适用不同尺度大小基因克隆的技术选择参考标准。

摘要：合成生物学是利用工程化的思想来设计和构建新的生物基因组,是近年来的研究热点。近年来,对原核细胞支原体天然小基因组进行从头合成并进一步设计与构建最小基因组,对原核模式生物大肠杆菌基因组的不断删减及全基因组密码子简约化设计与人工合成测试,以及对真核模式生物酿酒酵母基因组人工设计与合成测试都取得了很大成功,极大地促进了我们对生命的理解。我国的基因组的设计与工程化构建方面的研究虽然起步较晚,但近年来取得了国际瞩目的成果。基因组的设计与构建为深入了解生命起源与进化,并为进一步构建具有强大应用功能的新型生命体奠定了基础。

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：萜类合成生物学的研究已经使萜类微生物异源合成显示出了巨大的应用潜力.但由于植物源萜类代谢的复杂性,大量萜类合成途径仍未获得完全解析.因此当前大部分萜类仅能通过微生物异源合成获得非常简单的中间体,并且大多数产物的产量仍然较低,通常局限在毫克每升的水平.针对以上2个亟待突破的瓶颈,本文将从萜类合成途径解析与下游途径装配,高产萜类底盘细胞设计与构建,以及萜类异源合成系统的适配性研究3个方面阐述萜类合成生物学研究的最新策略与进展.

摘要：天然产物是人类疾病预防和治疗药物的最重要来源。合成生物学技术的蓬勃发展为天然产物的开发注入了全新的活力。文中重点介绍了如何利用合成生物技术进行复杂天然产物合成人工生物系统的设计与构建,包括与此相关的生物元件理性设计、生物元件挖掘、途径装配与集成,模块的组装与系统的适配等内容。

摘要：白藜芦醇是一种极具药用价值的植物源芪类化合物。为了在***实现白藜芦醇的从头合成,构建了由酪氨酸解氨酶(TAL),香豆酸-CoA合成酶(4CL)和白藜芦醇合成酶(STS)组成的非天然合成途径。经3天发酵后,白藜芦醇产量仅为2.67 mg/L,而其中间体香豆酸的积累达到了95.64 mg/L。为了进一步改善异源途径的效率,对4CL和STS模块采取融合表达、高拷贝表达及启动子工程改造的策略,最终使白藜芦醇产量提高到了9.6倍,达到了25.76 mg/L,同时香豆酸的积累减少到了20.38 mg/L。这些研究结果为更高效白藜芦醇从头合成工程菌的构建及最终实现白藜芦醇的微生物大规模生产奠定了基础。

摘要：天然产物依然是临床用药的重要来源。合成生物学的诞生为天然产物的开发提供了全新的机遇,传统的微生物药物、植物天然产物等研究领域都因合成生物学而获得新生。重点介绍了合成生物学在天然产物开发中的应用,包括新化合物及其生物合成元件的筛选,基于理性设计的天然产物异源生物合成,人工底盘细胞的系统优化等。

摘要：合成生物学是以基因组学、系统生物学知识和分子生物学技术为基础,综合了科学与工程的一门新兴交叉学科。它使生命科学和生物技术研发进入了以人工设计、合成自然界中原本不曾出现的人造生命体系,以及对这些人工体系进行体内、体外优化,或利用这些人造生命体系研究自然生命规律为目标的新时代。然而,合成生物学研究在迅速发展、表现出巨大潜力和应用前景的同时,也引发了社会各界对相关社会、伦理、安全,以及知识产权等问题的重视与讨论。就世界各国针对合成生命对传统意义上生命概念的挑战、合成生物学产品存在的潜在风险危害、合成生物学研究的风险评估与监管等问题进行回顾综述和相关探讨。

摘要：合成生物学与基因工程、代谢工程最显著的区别，在于能够将大量生物元器件进行快速、随意的组装，而实现这一目标的前提，是将生物元件或器件进行详细地功能表征与标准化。目前合成生物学面临的主要挑战之一，是可用的生物元件和模块（器件）种类局限、数量不足、表征描述不清楚、通用性程度不高。为此，有必要在功能元件的挖掘、表征、设计、改造与标准化方面开展系统研究。文章对重要天然产物合成途径的生物元件进行了挖掘与功能表征，并对氧化还原代谢的功能元件进行了设计与改造。

摘要：本研究采用均匀实验设计优化预处理条件来分离黄海海泥和庐山土壤样品中的放线菌。通过均匀实验得到最优的预处理条件为湿热50℃处理20 min,不进行超声处理以及添加苯酚。经过形态排重后,从海泥和庐山样品中分离得到86株和11株不同表型的放线菌。通过进一步的分子生物学鉴定,海泥中的86株放线菌分别属于3个不同的属,而庐山样品的11株分别属于4个不同的属。对这97株放线菌进行抗菌实验发现,18.5%的菌株对大肠杆菌有抑菌活性,7.2%的菌株对枯草芽孢杆菌有抑菌活性,但对酿酒酵母都无抑菌活性。