專家研討合成生物學(xué):讓“像組裝機器一樣組配生物”成現(xiàn)實

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

當(dāng)國人將目光投向因發(fā)現(xiàn)青蒿素而獲得諾貝爾科學(xué)獎的屠呦呦身上時,一批專家學(xué)者進而聚焦在讓青蒿素可以大規(guī)模制備的幕后英雄??合成生物學(xué)身上。12月底以合成生物學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略為主題的第552次香山科學(xué)會議上,30多位專家研討如何將“可以像組裝機器一樣組配生物”的設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實。

所謂合成生物學(xué),即綜合利用化學(xué)、物理、分子生物學(xué)和信息學(xué)的知識和技術(shù),設(shè)計、改造、重建或制造生物分子、生物體部件、生物反應(yīng)系統(tǒng)、代謝途徑和過程,乃至細(xì)胞和生物個體。

“合成生物學(xué)的提法已出現(xiàn)了一百多年,但真正實現(xiàn)突破則是最近10年的事!敝锌圃荷镂锢硭芯繂T張先恩告訴記者。

2000年,《自然》雜志報道了人工合成基因線路研究成果,使得合成生物學(xué)在全世界范圍引起了廣泛的關(guān)注與重視,被公認(rèn)為在醫(yī)學(xué)、制藥、化工、能源、材料、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。

國際上合成生物學(xué)研究發(fā)展飛速,在短短幾年內(nèi)就已經(jīng)設(shè)計了多種基因控制模塊,包括開關(guān)、脈沖發(fā)生器、振蕩器等,可以有效調(diào)節(jié)基因表達、蛋白質(zhì)功能、細(xì)胞代謝或細(xì)胞間相互作用。2003年在美國麻省理工學(xué)院成立了標(biāo)準(zhǔn)生物部件登記處,目前已經(jīng)收集了大約3200個BioBrick標(biāo)準(zhǔn)化生物學(xué)部件,供全世界科學(xué)家索取,以便在現(xiàn)有部件的基礎(chǔ)上組裝具有更復(fù)雜功能的生物系統(tǒng)。

2006年以來,合成生物學(xué)發(fā)展又進入了新階段,研究主流從單一生物部件的設(shè)計,快速發(fā)展到對多種基本部件和模塊進行整合。

2008年,美國報道了世界上第一個完全由人工化學(xué)合成、組裝的細(xì)菌基因組,之后又成功將該基因組轉(zhuǎn)入到Mycoplasmagenitalium宿主細(xì)胞中,獲得具有生存能力的新菌株。

中科院上海生命科學(xué)院趙國屏研究員告訴記者,早在上世紀(jì)六七十年代,我國生物化學(xué)家和有機合成化學(xué)家共同努力,在世界上率先人工合成了有生理活性的胰島素和酵母丙氨酸-tRNA。90年代以來,遺傳學(xué)家與分子生物學(xué)家合作,積極投入基因組學(xué)研究,并進而發(fā)展一系列“組學(xué)”研究、生物信息學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)研究,推動我國生命科學(xué)研究進入全球第二梯隊。

科技部于“十二五”期間,及時在“863”“973”計劃中啟動了合成生物學(xué)研究項目,實質(zhì)性地推動了這一學(xué)科的發(fā)展。近年來,我國合成生物學(xué)研究集中在基礎(chǔ)科學(xué)方法、基因組合成以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)探索等方面,總體上已經(jīng)處于合成生物學(xué)國際行列第二位。9月,中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所在產(chǎn)糖醇酵母基因組重組改造研究中取得了重大進展,為進一步實現(xiàn)糖醇生物制造奠定了基礎(chǔ)。

而中醫(yī)藥作為合成生物學(xué)發(fā)展的重要資源寶庫,如何整合國內(nèi)各方力量,取得更多類似青蒿素這樣的成果,也為合成生物學(xué)的研究提供新思路。

會議執(zhí)行主席楊勝利研究員認(rèn)為,如何對現(xiàn)有研究力量進行整合,充分發(fā)揮在相關(guān)領(lǐng)域已有的良好研究基礎(chǔ),從醫(yī)藥、能源和環(huán)境等產(chǎn)業(yè)重大產(chǎn)品入手,抓住合成生物學(xué)的核心科學(xué)問題,創(chuàng)建可控合成、功能導(dǎo)向的新代謝網(wǎng)絡(luò)和新生物體,引領(lǐng)中國合成生物學(xué)的原創(chuàng)研究和自主創(chuàng)新,是目前亟待解決的問題。


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