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。     

人工基因线路的研究进展和未来挑战

基因线路是生命体对自身生命过程控制的动态调控系统。在工程化的设计原理的指导下,人工基因线路是对天然基因调控线路进行简单化处理和重新编程,以及引入自然界不存在的人造法则。人工基因线路由遗传开关、生物振荡器、逻辑门等组成,以执行诸多调控功能。多种多样的人工基因线路设计与构建,不仅极大地促进了人们对生命调控基本规律的认识,也进一步丰富了人们对天然的生物系统进行改造、再创的手段,并为医药健康、农业环境和工业发酵等领域的实际需求提供了全新解决方案。虽然在过去20年里,人们在人工基因线路领域取得了丰硕的研究成果,但是细胞体内蕴含着的众多复杂生化反应和信号传导途径,为设计和组装具有更加高级功能的基因线路带来了挑战。相应地,如何实现微小细胞内复杂基因线路的可预测设计组装,如何保障基因线路在复杂的体内外环境下发挥稳健的功能,将成为未来几年人工基因线路研究的关键核心问题和势必克服的重大挑战。     

煤矿电网无源滤波器分析与仿真

本文分析了煤矿电网谐波的产生及危害.在此基础上,对无源滤波器进行了分析和仿真.     

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。