合成生物學(xué)(synthetic biology)是生物科學(xué)在21世紀(jì)剛剛出現(xiàn)的一個(gè)分支學(xué)科,它與傳統(tǒng)生物學(xué)的研究方法不同,不是通過解剖生命體來研究其內(nèi)在構(gòu)造,而是從最基本的要素開始,逐步建立生物部件和系統(tǒng)。合成生物學(xué)的目的是建立人工生物系統(tǒng),使它們能夠像電路一樣運(yùn)行,解決能源、材料、健康和環(huán)保等問題。
合成生物學(xué)的起源和發(fā)展
合成生物學(xué)最初由 Hobom B.于1980年提出,用于表述基因重組技術(shù)。隨著分子系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展,2000年 E. Kool在美國(guó)化學(xué)年會(huì)上重新提出,2003年國(guó)際上定義為基于系統(tǒng)生物學(xué)的遺傳工程和工程方法的人工生物系統(tǒng)研究。更早可追溯到波蘭科學(xué)家 Waclaw Szybalski采用“合成生物學(xué)”術(shù)語,以及分子生物學(xué)進(jìn)展和限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)等。
合成生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域
合成生物學(xué)涉及微生物學(xué)、分子生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、遺傳學(xué)、材料科學(xué)以及 計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科。它旨在設(shè)計(jì)和構(gòu)建工程化的生物系統(tǒng),使其能夠處理信息、操作化合物、制造材料、生產(chǎn)能源、提供食物、保持和增強(qiáng)人類的健康和改善我們的環(huán)境。具體應(yīng)用領(lǐng)域包括化學(xué)物生產(chǎn)、 生物材料制造、基因治療、 組織工程等。
合成生物學(xué)的目標(biāo)
合成生物學(xué)的目標(biāo)包括:
合成最小生命基因組:設(shè)計(jì)和構(gòu)建最簡(jiǎn)單的生命形式。
設(shè)計(jì)通用型生物部件 :用于組裝和制造新的生物組成部分。
建造全人造細(xì)胞:創(chuàng)造完全由人工合成的細(xì)胞。
創(chuàng)造人工合成生物分子 :設(shè)計(jì)和制造自然界中不存在的生物分子。