合成生物学：私人订制的“细胞工厂” | 科创知识局

想必大家都听过一句话：“21世纪是生物的世纪”，现在2021年了，正在看这篇文章的你，对这句话是深表赞同还是不敢苟同呢？

先别急着下结论，咱们来聊聊一门诞生于21世纪初的新型交叉学科——合成生物学。它虽然诞生不久，但发展却十分迅猛，且在环境、医药、农业、能源等多个领域都已经有了广泛的应用。

“细胞工厂”来了！

那么，什么是合成生物学呢？与咱们熟悉的传统生物学有什么不同呢？传统生物学往往是通过解析生命体来研究其内在构造与机理，是一种探索、发现的过程。

而合成生物学的研究方向则恰恰相反，它是从最基本的生命要素开始设计组装，使生物体或系统提升原有的功能，甚至拥有新的功能，是一个创造的过程。

说到设计组装，我们首先会想到工程项目，比如一辆车、一台机器人、一艘航母。虽然最后的项目成品相去甚远，但都是由无数个零部件组装而成。

合成生物学也是一样，它是对生物进行设计组装，而设计的对象则是所有生物体的遗传密码——DNA。DNA可是咱们的老朋友了，虽然只有ATCG四个碱基，但却能指导产生无数形态、功能各异的生物体。合成生物学就是对DNA进行设计，然后把设计好的DNA连接到可复制表达载体上，再将载体导入细胞中，此时的细胞就像一座工厂，按照设计好的DNA密码程序，生产特定的物质。

浙大杭州科创中心生物与分子智造研究院

智能机械臂

这座“细胞工厂”的特殊性就在于，占地极小，能耗极低，全天候不间断地工作，更令人叫绝的是还能自我复制，以指数级地复制出一模一样的“细胞工厂”，因此产出巨大！这样经过“私人订制”的细胞工厂早已生产了许多咱们熟悉的东西，比如啤酒、酸奶，还有医疗用品，比如抗生素。

合成生物：我们能做的还有很多！

当然，合成生物学还能做到更多。让细胞工厂生产生物燃油，解决能源问题；设计光合作用效率更高的农作物，提高产量，解决饥饿问题；设计可以吸收重金属的微生物，解决环境重金属污染问题。不仅如此，还能设计生产具有新功能的蛋白质，甚至制造新的生命。

2010年，美国科学家克雷格·文特尔人工合成了丝状支原体细菌的基因组，导入无遗传物质的山羊支原体细菌中。这个含有人工合成基因组的山羊支原体细菌重新获得了生命，产生了丝状支原体细菌的所有特征。

设计改造生物不再是痴人说梦，而是全球科学家正在研究的课题。也许在不远的将来，人人都可以设计改造生物，而这便涉及到了伦理道德和生物安全问题，我们需要秉承的原则是，科学技术应是服务人类，而不能伤害人类。

浙大科创：

生物与分子智造研究院正在启航！

目前，浙江大学杭州国际科创中心也在该领域进行了战略部署，设立生物与分子智造研究院。

生物与分子智造研究院（生物与分子智造平台）依托高通量自动化科学装置，结合大数据分析与机器学习，推动数据驱动的物质智造研究新范式变革，引育合成生物学和新物质制造领域交叉的创新型人才。浙江大学求是特聘教授杨立荣担任首席科学家。

平台聚焦合成生物学领域以及功能分子与材料精准制备领域的关键科学和技术问题，以高通量自动化科学装置为依托，结合机器学习和大数据分析等手段，实现生物技术、物质创制和信息技术的深度融合，突破传统科研范式，推动合成生物学和物质精准创制的颠覆性突破和应用创新。研究院瞄准国家重大战略需求，依托长三角区域领先的产业优势、浙江大学雄厚的科研实力和科创中心的创新体制机制，打造国内领先、国际先进的前沿技术创新研发平台，推动产学研深度融合发展。

科学不断发展的原动力是人们对未来美好生活的畅想和追求，而合成生物学正在将我们的想象变成现实——按照设想创造新世界。浙大科创，乘风破浪，我们也欢迎优秀的你，加盟浙大科创生物与分子智造研究院，和我们一起探索这个奇妙世界！点击左下方阅读原文，获得更多招聘信息！

内容来源：生物与分子智造研究院

本文编辑：孔晓睿

校对：晨曦

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