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主编推荐语

本期专题:合成生物学:回顾与展望。

内容简介

本期收录文章《规设计生命:合成生物学的安全风险与伦理挑战》《创新政策体系保障合成生物学科技与产业发展》《中国科学院合成生物学重点实验室》等。

目录

  • 版权信息
  • 本期文章
  • 中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所中国科学院合成生物学重点实验室
  • 中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所
  • 中国科学院天津工业生物技术研究所
  • 编者按
  • 序言
  • 合成生物学:开启生命科学“会聚”研究新时代
  • 符合工程化需求的生物元件设计
  • 人工基因线路的研究进展和未来挑战
  • 面向生物合成的代谢工程策略设计
  • DNA的合成、组装及转移技术
  • 基因编辑技术:进展与挑战
  • 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
  • 基因组的设计与工程化构建
  • 合成生物学工业应用的现状和展望
  • 合成生物学的医学应用研究进展
  • 植物天然产物合成生物学研究
  • 光合作用合成生物学研究现状及未来发展策略
  • 合成生物学研究的工程化平台
  • 中国科学院合成生物学重点实验室
  • 创新政策体系保障合成生物学科技与产业发展
  • 设计生命:合成生物学的安全风险与伦理挑战
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评分及书评

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    回顾党百年辉煌历史,高瞻远瞩、举旗定向,让我心潮澎拜、倍感鼓舞!没有共产党,就没有新中国。百年前的中国,温饱问题都得不到解决,现在的中国已实现小康;百年前的中国经济衰败,如今的中国可以在疫情期间实现经济正增长,如今的中国令人瞩目。这百年间的进步,离不开中国共产党的带领和奋斗。如今,正是推动中国发展的新的关键时期,我们应当要更加努力奋斗,发扬革命先辈的 “红色 " 精神,扬起时代风帆,去乘风破浪,描绘新中国的新蓝图!

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      合成生物学的内涵

      合成生物学区别于其他传统生命科学的核心,是其 “工程学本质”,主要体现在两个方面。① 其 “自下而上” 的正向工程学 “策略”。因此,元件标准化模块构建底盘适配,包括对生命过程的途径、网络的组成及其调控的认识及 “正交化生命” 的设计与构建,是其最核心的研究内容;而人工线路(包括新一代的 “代谢工程”)的构建,就是其最重要的工程化平台。② 目标导向的构(重构)建(建造)“人造生命”。因此,“自上而下” 地构建 “最小基因组” 或 “自下而上” 地合成 “人工基因组”,是合成生物学另一个最核心的研究内容;大片段基因组操作和改造,以及大规模、高精度、低成本 DNA 合成,是其最重要的两大使能技术;而基因组(包括原型细胞的合成等 “细胞工程”)的构建,是其最重要的工程化平台。这两个方向,基本抓住了合成生物学的工程化研究所包含的 “定量生物学”“分子生物学” 与 “系统生物学” 等会聚来源的本质,原则上是比较全面和准确的;当然,我们也可以在下述 3 个方向上更具体地阐述其内涵(图 1)。1.1 工程学内涵合成生物学内涵的核心,是它的 “会聚特性”。合成生物学会聚了科学研究带来的 “发现能力”,工程学理念带来的 “建造能力” 以及颠覆性技术带来的 “发明能力”,从而全面提升社会的 “创新能力”。合成生物学的工程学内涵就是,在人工设计的指导下,采用正向工程学 “自下而上” 的原理,对生物元件进行标准化的表征,建立通用型的模块,在简约的 “细胞” 或 “系统” 底盘上,通过学习、抽象和设计,构建人工生物系统并实现其运行的定量可控。1.2 生物技术内涵合成生物学是在分子水平上对生命系统的重新设计和改造,线路工程、基因组工程、细胞代谢工程等是其核心的技术与工程展现。因此,在一定意义上,可以认为合成生物学也就是生物技术在基因组和系统生物学时代的延伸。当然,这种延伸有质的飞跃。一方面,合成生物学将原有的生物技术上升到系统化和标准化的高度,有可能把生物技术推向平台化的工程生物学层次。另一方面,在全基因组和系统生物学基础上创建新生命体系的工程化生物技术,不仅能完成传统生物技术难以胜任的任务,还将在学科交叉和技术整合的基础上,孕育技术创新的飞跃。这就是合成生物学的生物技术内涵。1.3 科学内涵合成生物学从其发端到现在的实践乃至将来的发展,还有另一层重要的内涵,就是与 “自上而下” 的系统生物学相辅相成,从 “合成” 的理念和策略出发,突破生命科学传统研究从整体到局部的 “还原论” 策略,通过 “从创造到理解” 的方式,开启理解生命本质的新途径,建立生命科学研究的新范式。这就是合成生物学的科学内涵。

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      出版方

      中国科学院院刊

      《中国科学院院刊》是中国科学院主管、主办的以战略与决策研究为主的科技智库类期刊,其定位为“国家科学思想库核心媒体”,是中国科学院国家高端智库建设的重点媒体平台。该刊重点刊登两院院士和科学家就我国科技及经济社会发展的重大战略问题提出的研究报告,以及对重要前沿及交叉学科的发展现状与趋势进行的评述。以科学家深厚的科学积累及高度的社会责任感,为国家宏观战略决策提供科学支撑,并更广泛、更有效地向社会和公众传播科学思想和科学精神。