植物天然产物合成生物学的原理意义

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英国《自然》(Nature)杂志于 2000 年对人工合成基因线路的研究成果进行了报道,自此之后,世界范围内对于合成生物的研究引起了广泛关注,合成生物学被被世界公认为具有十分广阔的应用前景,其可在制药、化工、能源、农业及医学中发挥巨大作用。近些年来,伴随科技水平的不断进步,合成生物学也获得了较大的发展空间,研究的主流由单一生物部件的设计发展为多种基本部件和模块间的整合。在当今信息技术和生物学高度发展的背景之下,合成生物学也随之形成,其形成顺应了自然的规律和时代的发展。其将从对自然生命过程编码信息的解读和注释,发展到能在人为目标指导下、对该过程重新编写的高度,从而挑战对复杂生物体和复杂生命体系“描述—解释—预测—控制”的核心认识问题。全球多项预测报告都将合成生物学未来市场的发展及其对全球经济带来的影响提升到了战略高度。早在 2004 年美国 MIT 出版的《技术评论》就把合成生物学选为将改变世界的十大技术之一;2010 年,合成生物学位列《科学》杂志评出的十大科学突破第 2 名和《自然》杂志盘点的 12 件重大科学事件第 4 名。2013 年国际著名咨询机构麦肯锡公司将合成生物学评为能够引起人类生活以及全球经济发生革命性进展的颠覆性科技。化的植物天然产物合成途径的分子基础与过程机制解析,对植物天然产物这一自然宝库的系统保护和有效开发具有重要战略意义。

为什么说合成生物学可以“重塑地球资源”？

合成生物学是生物科学在二十一世纪刚刚出现的一个分支学科，近年来合成生物物质的研究进展很快。合成生物学与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的办法不同，合成生物学的研究方向完全是相反的，它是从最基本的要素开始一步步建立零部件。

合成生物学与基因工程把一个物种的基因延续、改变并转移至另一物种的作法不同，合成生物学的目的在于建立人工生物系统，让它们像电路一样运行。

合成生物学，最初由Hobom B.于1980年提出来表述基因重组技术，随着分子系统生物学的发展，2000年E. Kool在美国化学年会上重新提出来，2003年国际上定义为基于系统生物学的遗传工程和工程方法的人工生物系统研究，从基因片段、DNA分子、基因调控网络与信号传导路径到细胞的人工设计与合成，类似于现代集成型建筑工程，将工程学原理与方法应用于遗传工程与细胞工程等生物技术领域，合成生物学、计算生物学与化学生物学一同构成系统生物技术的方法基础。

合成生物学是指人们将“基因”连接成网络，让细胞来完成设计人员设想的各种任务。例如把网络同简单的细胞相结合，可提高生物传感性，帮助检查人员确定地雷或生物武器的位置。再如向网络加入人体细胞，可以制成用于器官移植的完整器官。让·维斯是麻省理工学院计算机工程师，早在他读研究生时就迷上了生物学，并开始为细胞“编程”，现在已成为合成生物学的****。维斯的导师、计算机工程师和生物学家汤姆·奈特表示，他们希望研制出一组生物组件，可以十分容易地组装成不同的“产品”。

从农业文明、工业文明到合成生物驱动的生物经济，其实质是从对自然资源的利用，到高效利用，到保护和重新创造——这就是合成生物学“重塑地球资源”的本质。

曾经需要从动植物资源中提取的产品，还有石油化工产品，现在都可以用合成生物学制造。我们不用偷走金丝燕的巢穴，就可以产出燕窝酸；我们不用养殖，就可以获得所需的优质蛋白；我们不需要种植，就能获得淀粉；我们不需要采摘人参、青蒿、红景天，就能生产相应的原料；我们不用开采石油，就能制造生物可降解材料和生物燃料。合成生物学不仅可以拯救动植物，而且可以通过减少耕地，将更多土地还给森林，保持生物多样性。

因此，合成生物学是“双碳”目标下实现产业和财富绿色增长的重要途径。从“建物致知”到“造物致用”，合成生物学以其重塑地球资源的内生逻辑，为人类和自然危机提供了新的思路和解决方案，对未来全球经济社会可持续发展将产生深远影响。

华熙生物作为知名的生物科技公司和生物材料公司，以合成生物科技为驱动，致力于不断提高生命质量、延长生命长度，为人类带来健康、美丽、快乐的生命体验。

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