合成生物学展望

21世纪生命科学将因系统生物学和合成生物学而进入新的发展时期,系统生物学使生命科学由实验科学转变为定量、预测的系统科学,而合成生物学是在系统生物学基础上进一步把生命科学推向工程科学．把系统生物学研究的天然元件、模块、网络、系统转变为工程化的元件、模块、网络用以构建具备各种功能的生物装置和生物体。     

我国合成生物学发展的若干思考

合成生物学实际上更多是一个整合的学科,是在过去的基因工程、代谢工程等基础上整合过来的.但是合成生物学并不是这些相对传统领域的重新的简单包装,如杨胜利院士指出的,其核心是以工程化的理念,把生物体系设计做得更加系统、更加有可预见性,而且有用.目前,国外合成生物学的经典思路是从元件(part) - 装置(device) -系统(system)这种线性的形式来进行研究,但是进展较多的是一些元件和部分合成模块或装置,离真正的从头合成一个人工设计的生物体系还有较远的距离.Venter 合成一个微生物基因组的工作非常伟大.     

合成功能菌群的构建及其工程化应用

自然界中存在着大量的天然微生物群落,不同种群的微生物通过通信及分工拓展了单菌的性能边界,降低了整体的代谢负担并增加了对环境的适应性。合成生物学依据工程设计原理构建或改造基本功能元件、基因线路和底盘细胞,从而对生命的运行过程进行具有目的性的重新编程,获得丰富及可控的生物学功能。将这种工程设计的原理引入菌群,获得结构明确及功能可调的合成群落,可以为合成功能菌群的理论研究到应用提供思路及方法。本文回顾了近年来合成功能菌群领域的相关工作,对合成功能菌群的设计原则、构建方法以及应用进行详细介绍,并对未来的发展进行了展望。     

高等植物局部生长素合成的生物学功能及其调控机制

局部生长素合成是目前植物生长素研究领域中的重要热点之一, 受内源发育信号和外界环境因子的时空调控。局部生长素合成在植物配子体发生、胚胎与果实发育、器官发生、向性生长和逆境响应中具有重要的生物学功能。该文在扼要介绍生长素局部合成与顶端合成、极性运输及其稳态之间互作的基础上, 重点介绍了近年来有关局部生长素合成的生物学功能及其调控机制的最新进展。     

面向先进生物燃料的合成生物学

先进生物燃料一般指来自于非粮食原料的交通运输用生物燃料。近年来,先进生物燃料的发展引起了众多国家的浓厚兴趣,然而,先进生物燃料正处于关键的技术研发阶段,还需经过大量研发以突破技术障碍和示范生产活动后方能进行商业化部署。过去10年内,合成生物学研究大量兴起并不断取得突破,使人们有可能人工设计构建新的高效生命系统,克服生物燃料发展的技术瓶颈,进行先进生物燃料的生产。在介绍先进生物燃料与合成生物学的发展现状的基础上,分析了合成生物学在先进生物燃料研发中的重要价值与研发进展,探讨了合成生物学的发展潜力。     

生物学的新军——合成生物学

合成生物学是一个新兴而极具研究前景的领域．旨在通过将多种天然或人工设计的生物学元件进行合理组合,创造出重构的或非天然的生物系统。综述了合成生物学这一新兴学科的核心理念、研究内容以及与相关学科的联系,详细介绍了J．CraigVenter研究小组所合成的“人造生命”,并展望了合成生物学广阔的发展前景和所面临的问题。     

合成生物学的科学问题

合成生物学不仅推动了生物工程应用的革命性发展,也为生命科学基础研究带来了崭新机遇.该文提出了合成生物学目前的核心科学问题,一方面是解答生命功能跨层饮涌现的原理,另一方面是基于涌现性原理解决生命系统的理性设计与构建这一瓶颈问题;总结了在合成生物学研究中,当功能涌现原理已知或未知时的不同研究范式,并讨论了合成生物学的定量研...     

合成生物学发展现状与前景

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“白下而上”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。     

锌的生物学功能

人体所必需的微量元素锌,是生物体内约160多种酶的辅基,与生物的生长发育、各种抗性及免疫都有重要关系.本文综述了微量元素锌在生物体内对生物膜的稳定性和抗氧化作用、基因表达调控、细胞免疫、细胞凋亡及其对生物的毒性等生理生化功能.     

锌的生物学功能

人体所必需的微量元素锌,是生物体内约160多种酶的辅基,与生物的生长发育、各种抗性及免疫都有重要关系。本文综述了微量元素锌在生物体内对生物膜的稳定性和抗氧化作用、基因表达调控、细胞免疫、细胞凋亡及其对生物的毒性等生理生化功能。     

合成生物学引导生物系统工程化

《Science》于2010年5月20日发表了美国Craig Venter领导的研究团队在世界上首次把人工合成的基因组完全转化到脱去了细胞核的宿主细胞山羊支原体,并以新的胞内控制回路来支配该单细胞生物的生命活动。各国媒体将此成就冠以“人工生命”的美名铺天盖地的热播,公众由此对合成生物学产生了浓厚的兴趣。     

合成生物学与天然产物开发

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。     

合成生物学应用产品开发现状与趋势

目的：从产品开发角度分析全球合成生物学发展现状和趋势。方法：在伍德罗·威尔逊国际学者中心的合成生物学产品和应用清单（synthetic biology products and applications inventory）的数据基础上,对全球合成生物学产品的开发状态、市场应用和发展前景等进行补充检索和分析。结果：至2015年,全球至少已有81家企业（或研究机构）的116种合成生物学产品得到了市场应用开发,主要开发者为美国企业（或研究机构）,产品主要集中于化学和医药领域。结论：合成生物学实现了从生物学分析向生物学合成的范式转移,其产品开发将给一系列的行业带来深刻的变革。     

用模块化分子元件调控和编程生物系统

合成生物学的目标包括“通过合成来理解生命”以及用现代工程学方法设计合成复杂生物系统．其工程学目标的实现依赖于可集成、可调控、可重用、功能多样的蛋白质、RNA、DNA等基本分子元件．以分子机制为基础,合理设计与实验室进化相结合,改造和创建生物分子的相互作用特异性、调控方式、定量活性等,是实现生物系统人工调控与编程的重要策略,同时为自下而上设计合成日益复杂的人工生物系统奠定基础．     

肝细胞生长因子的生物学功能与应用

肝细胞生长因子 (ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅｇｒｏｗｔｈｆａｃｔｏｒ,ＨＧＦ)又称扩散因子 (Ｓｃａｔｔｅｒｆａｃａｔｏｒ,ＳＦ) ,最初是从血浆和血小板中纯化获得并认为是一种刺激肝细胞生长增生的有丝分裂原 ,对肝切除或化学损伤后的肝再生起重要作用[1] 。 1984年 ,Ｎａｋａｍｕｒａ等从部分肝切除的大鼠血清中分离到一种能刺激原代培养的肝细胞生长和合成的肝源性因子 ,并首次将它命名为肝细胞生长因子[2 ] 。自从ＨＧＦ的发现至今 ,国内外对其作了许多研究 ,对它的来源、结构、功能乃至基因序列都已有了较为全面、透彻的了解。目前已知Ｈ…     

合成生物学与代谢工程

随着DNA重组技术的日趋成熟,代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科,在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。     

人体中锌的生物学功能

人体中锌的生物学功能李道荣段素华（郑州粮食学院,郑州４５００５２）关键词锌生物学功能１．人体中锌的需要与摄取自１９７４年,食物和营养学会议规定了锌的日推荐用量（ＲＤＡ）（表１）。人无需吸入等量的日推荐用量,以维持生存或健康。在１９７３年的微量元素对人...     

合成生物学与微生物遗传物质的重构

作为一门新兴学科的合成生物学已经展现出巨大的科学价值和应用前景。近年来已经发表了多篇综述文章,从不同角度对合成生物学进行了总结和论述。文章首次对合成生物学和微生物遗传学之间的关系进行了阐述,同时介绍了合成生物学在微生物遗传物质的重构方面最近的研究进展,包括微生物遗传物质的合成、设计和精简,遗传元件的标准化和遗传线路的模块化。也探讨了合成生物学与微生物遗传工程的关系。     

蜘蛛丝的组成结构与生物学功能

蜘蛛是纺丝种类最多的一种节肢动物,目前共发现有8种丝腺,各纺出具有不同生物学功能的丝纤维,可分别用于织网、捕食、逃避、扩散、织制卵袋等行为活动。蜘蛛丝是一种天然的动物蛋白纤维,是随蜘蛛4亿年进化的结果,也是为蜘蛛的生存与繁殖所设计的,蜘蛛丝的适应与进化使蜘蛛丝具有多样化的生物学功能。但蜘蛛不是唯一能纺丝的节肢动物,除蛛形纲以外,还有其它很多节肢动物,如昆虫纲和多足纲的动物都有具有丝腺,能纺出一种或多种丝蛋白纤维。本文将以昆虫作为比较来概述蜘蛛丝腺的起源与种类,蜘蛛丝的化学组成、结构、种类与其生物学功能。     

植物bZIP转录因子的生物学功能

碱性亮氨酸拉链(basic region/leucine zipper motif,bZIP)类转录因子是研究最多的转录因子基因家族之一,在所有的真核生物中都存在含有bZIP结构域的蛋白,且在已经测序完成的植物基因组中含有大量的bZIP类转录因子.bZIP类转录因子主要定位于细胞核中,参与多种生物学过程,包括植物生长、花发育、种子成熟、衰老、光信号、损伤、病菌防御以及对各种环境胁迫的响应等.本文对国内外近年来有关植物bZIP类转录因子在分布、结构、分类及其与植物生长发育、植物激素、抗病性、抗逆性以及基因互作等方面的研究进展进行综述并对该基因家族研究过程中存在的问题进行了讨论.