合成生物学研究的进展

本文简要介绍了合成生物学发展的历史背景与定义,它的主要研究内容,包括基因线路、合成基因组、合成药物与生物基产品或材料等。探讨了合成生物学与基因工程的异同,介绍了合成生物学在中国的发展情况,讨论了伦理道德与安全问题,最后展望了合成生物学的发展前景。     

合成生物学及其在生物制造领域的进展与治理

合成生物学是利用工程学的设计原理改造和优化现有自然生物体系,甚至从头合成创建具有特定功能的人工生物体系,在深入理解生命本质的同时,实现在能源、材料、食品、医药、化工、环境和农业等领域的广泛应用.本世纪以来,合成生物学研究发展迅速,已经取得了一系列突破性的成果.本文简要综述了合成生物学的概念理论、技术方法和功能应用主要发展概况及其生物安全风险管理,并且就其在生物制造领域的应用进行了重点阐述,并对其未来发展,尤其合成生物学发展需要点解决的问题进行了展望.     

合成生物学的研究进展与应用

本文详细介绍了合成生物学的概念、最新研究进展及其广阔的应用前景.针对合成生物学的技术与经济特性,提出三点建议:大力加强合成生物学的基础研究,建立国家级的合成生物学研究基地;我国合成生物学技术的发展应着眼于战略性新兴产业发展的思维;在生物安全、伦理、知识产权等方面建立必要的法规和制度.     

合成生物学的发展、挑战及应对

通过操作DNA进而操控特定生物过程和生命性状一直是生物研究的热点问题。针对如何理性设计与深度改造生物系统这一难题,合成生物学这一综合了传统生物学、工程学与计算机科学的交叉学科应运而生,进而显现出举世瞩目的巨大潜力。然而,合成生物学的发展也面临着诸多挑战和风险。本文着眼于合成生物学的思想理念,对其理论与技术体系的发展现状、技术扩散所带来的安全问题以及将来合成生物学可能的发展趋势加以深入探讨。     

人工细胞的表型测试与分选:构建从光谱学到遗传学的桥梁

近年来,基因组测序、编辑与合成技术日新月异,推动了基因型"设计"和"合成"能力的突飞猛进,同时也使人工细胞的表型检测成为合成生物学发展的瓶颈环节之一。对于细胞功能的快速测试与评价,单细胞分析技术具有重要意义与前景,但理想的解决方案需要具备活体无损、非标记式、提供全景式表型、能分辨复杂功能、快速高通量且低成本、能与组学分析联动等特征。以此为出发点,文章重点介绍了基于非标记式分子光谱学的单细胞功能表征、分选与组学技术体系的进展,并讨论了该领域的关键问题与发展方向。多种光谱技术之间扬长避短的运用与多模态成像,结合高通量的光谱激活细胞分选技术及下游单细胞组学技术,正构建与拓展着一条连接光谱学与遗传学的广阔桥梁。这一桥梁不仅为细胞工厂的高通量、全景式表型检测与筛选提供全新的解决方案,还将推动"单细胞精度的光谱表型组-功能基因组"作为一种新的生物大数据类型,服务于"数据科学"驱动下的合成生物技术。     

创新政策体系 保障合成生物学科技与产业发展

近年来,合成生物学飞速发展,为生命科学研究带来了新思维、新方法,不仅极大提升了人类对生命本质的理解,由此催生科学与技术、文化与产业的革命,也引发了合成生物学领域在研发投入、产业转化、教育培训、知识产权、公众认知,以及伦理和生物安全监管等方面的讨论。文章梳理了合成生物学科技与产业发展在政策与管理方面的挑战,以及已有的一些策略和实践,提出加强顶层设计、明确监管责任,建立技术标准、规范市场准入,重视教育培训与科普宣传平台建设,构建政府部门、科技界、教育界、产业界、公众共同参与的创新政策体系及综合治理体系等建议。     

合成生物学的发展路线及治理

合成生物学家的理想是逐步实现对物种基因和基因组的功能性修饰,创造出对人类有益并对自然界无害的新生物。尽管分子水平的研究仅有60余年的历史,但有必要充分认识合成生物学的复杂性。鉴于此,任重而道远的合成生物学研究路线图应该包括多学科的底盘物种系统研究、细胞水平的功能元件解析与移植、新功能物种的安全性与功能优化、生产型功能物种的再选育、后期的跟踪技术和应用评价等。除了明确科学界的路线图外,社会伦理、道德和法律等领域的讨论及研究也至关重要,关注治理问题可以规避风险,避免社会利益群体的冲突,造成难解的"死结",使科学成果成为无法利用的"夹生饭"。     

合成生物与生物安全

合成生物学基于生物、化学、物理、计算、工程等多学科交叉,对生物体以工程化的方式重新设计甚至是从头合成,将克服自然进化的局限,创造超越自然生命能力的合成生物,不仅对探索生命活动基本规律具有重要科学意义,也在工农业生产、环境保护、健康保健等领域具有巨大应用前景。随着合成生物技术发展的日新月异,合成生物的应用范围日益广泛,如何保障合成生物的生物安全性成为一个极其重要并且亟待解决的关键问题。合成生物学研究中大量涉及来自于病毒、致病性细菌和真菌的强毒力基因元器件,且被设计和使用的毒性基因元件和调控元件的数目也从少数几个跃升为几十个、上百个,乃至整个基因组的重新设计和编辑改造。如果缺乏有效管控或被恶意谬用,这些人工合成生物体可能会对生态环境平衡、公共卫生安全乃至国家国防安全造成威胁。因此,在人工设计和改造生物体的过程中,必须建立系统的防范和监控体系,设计有效的方法和技术来阻止人工生命体在野外环境下的复制和增殖、遗传信息的漂移以及阻断其进化出新的环境适应性,做到完全的人工改造生物隔离,达到真正的人工可控生命目标,确保其生物安全性。文章综述了合成生物学的研究进展和合成生物潜在的生物安全性威胁,以及合成生物的生物安全性防控设计策略,并对相关安全政策规章的制定给出了建议。     

关于合成生物学发展与相关问题治理的思考

合成生物学是一门正在对生命科学和生物技术发展产生重要影响的新兴学科.本文结合合成生物学的发展阐述了其作为一门新兴学科对科学研究和社会经济发展的重大意义,探讨了发展合成生物学过程中伦理和安全方面的潜在问题,并就如何开展相关风险的治理、促进合成生物学的健康发展提出了政策建议.     

我国合成生物学发展下的知识产权保护

自从人类基因组计划完成以来,生物学家已经把他们的工作从理解生物学转向修改生物学。合成生物学是一个迅速发展的跨学科领域,包括开发和建造合成DNA序列、系统、基因组和工业设备等。获得知识产权的保护是促进合成生物学研究发展的重要手段。此文综合分析了合成生物学发展现状、知识产权保护制度、管理等相关问题,随后全方位探讨该领域的解决方案、建议措施;在知识产权保护层面为促进中国合成生物学的发展提供参考。     

基因组的设计与工程化构建

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。     

光合作用合成生物学研究现状及未来发展策略

首先介绍光合作用在国际及国内研究现状,进而简介当前光合作用合成生物学作为一个新兴学科其主要研究范围及进展,提出我国光合作用合成生物学研究目前面临提高其研究系统性、与需求更紧密结合及提高支持力度等需求。鉴于光合作用对未来粮食安全、能源安全及可持续性生态环境维持具有重要战略意义,其未来发展需聚焦于已有光合作用系统优化、光合系统与光合同化产物利用途径协同、跨物种间光合系统重构、全新光合途径构建、光合系统与生物材料耦合等研究方向。     

合成生物学工业应用的现状和展望

通过合成生物学技术可以实现化学品的生物合成,从而为摆脱石油资源依赖提供了可能。合成生物学技术的发展极大地提高了微生物细胞工厂生产化学品的能力,创造的新菌种、新工艺可以有效替代传统工艺,显著降低污染,大幅减少能耗,提升传统发酵行业的技术水平。文章对利用合成生物学技术构建细胞工厂以及构建多酶分子机器来生产化学品的关键因素和典型案例进行了综述,并对合成生物学技术工业应用的未来进行了展望。     

设计生命:合成生物学的安全风险与伦理挑战

合成生物学的快速发展引起学界的广泛关注。合成生物学的工程特性赋予其“设计”和“重构”的实践内涵,人为设计的生命得以加入传统的以DNA为基础的生命进化进程,进而引发了一系列安全风险和伦理问题。文章探讨了合成生物学发展历程中的标志性事件所引发的伦理争议,剖析了合成生物学面临的安全风险、伦理困境及其诱因,在借鉴欧美国家监管机制的基础上,提出我国合成生物学伦理监管的思路。     

生物信息学的原理、应用及前景

本文介绍了生物信息学的原理、应用和前景以及我们应采取的对策。生物信息学是计算机科学、数学和生物学界面的一门多学科的综合性学科。它广泛应用于基因序列数据的获取、处理、分析,蛋白质结构功能的预测,人类基因组计划的实施,药物的设计、合成的制作,Internet数据的共享与集成,将成为信息时代倍受关注的新型产业的支撑点。     

合成生物学研究的工程化平台

合成生物学研究中,海量的工程化试错实验远远超出传统的劳动密集型研究范式的能力范畴,因而亟需一种变革性的工程化研究平台。工程化平台通过引进各类符合生产所需的智能装备,开展大规模个性定制模式创新,实现生命体的远程定制、异地设计、规模经济生产。工程化平台能够快速积累经验知识,是实现生命体可预测合成的科学基础。文章介绍了合成生物学研究的一些工程化平台,及其上下游机构的发展案例、创新机制与趋势。     

合成生物学研究领域文献计量分析

统计并研究SCI数据库中1990—2014年合成生物学领域的相关文献,利用TDA软件对数据进行整理,从全球、中国两个维度,从国家分布、城市分布以及研究主题等方面对文献进行分析,从而对该学科领域的发展或管理提供建议。     

合成生物学的伦理争论:根源、维度与走向

合成生物学对生命现象的探讨从认知转向合成,研究对象从自然生命转向合成生命,由此引发大量伦理问题与争论。目前学术界对此的探讨涉及多个维度,但对不同维度特点与关系,以及各维度争论与合成生物学发展阶段内在关联的讨论相对薄弱。本文梳理合成生物学的伦理争论,归纳得出伦理争议发生的五个主要维度及其特点,具体包括：制造生命有机体的正当性问题,技术发展对宗教文化的挑战,生物安全性的伦理问题,利益风险分配的公平问题,行动自由与伦理监管的冲突。同时本文从合成生物学发展阶段出发,分析不同维度的伦理争论渐次展开并相互影响的内在逻辑。本文的探讨有助于厘清合成生物学伦理研究的混乱状态,深化理解合成生物学伦理争论中不同伦理立场的核心主张及其根据,进而明晰合成生物学伦理治理要解决的关键问题。     

N－环己基硫代酞酰亚胺新合成路线探讨

阐述了Ｎ－环己基硫代酞酰亚胺新合成方法．该方法具有降低生产成本，减少环境污染，增加操作安全性的优点．根据实验数据，详细讨论了影响合成的主要因素并得出较佳工艺条件．