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赶酸仪,合成生物学及分析化学

    张先恩先是回顾了过去150年时间生命科学里程碑事件。1859—1900年,经典遗传学建立,孟德尔发现遗传学规律,提出遗传因子,摩尔根将遗传因子锁定在染色体。1950年左右,历史上首次发现了DNA双螺旋结构,开启了分子生物学和分子遗传学,催生了基因生物技术。到了2000年左右,启动和完成了人类基因组计划HGP,通读人类遗传密码,生命科学研究进入组学和系统生物学时代。
  在合成生物学方面,也有很多突出的进展。早在1913年,美国就提出了合成生物学与生命机制;德国的于1980年研究了基因操纵打开合成生物学大门;2000年,美国的重新定义了合成生物学。后来直到2018年,中国的张大伟研究了28个异源基因从赶酸仪头合成微生物B12,在这期间,中国在合成生物学方面也发表了很多很好的文章。
  接下来,讲到了合成生物学的科学意义。张先恩表示,DNA双螺旋结构的发现,开创了分子生物学和分子遗传学及基因生物技术;研究人类基因组学,“读基因组”的时候,表示生命科学进入组学时代和系统生物学时代;探索合成生物学,“编写基因组”时,生命科学已经进入设计与重望生命时代。
  合成生物学是具有颠覆性的,它突破了生命科学的现有认知,是生物柔性体系与工程刚性理念的不协调,对传统产业技术路线有颠覆作用,是高阶合成生物体系。目前,合成生物学主要任务是针对工业合成、合成医学、高效农业、环境安全的重大技术需求,以实现性人工合成生物及其重大应用为目标,设置3+1的个主要任务、包括11个任务模块、47研究方向,重点解决合成生物设计的基本科学问题,提高人工生物体系的构建能力,创新合成生物关键技术,提高合成生物使能技术与安全评估等基础能力。
  张先恩还说到,分析化学在合成生物学中的机会包括:基因组学,先进的测序技术、转录组;代谢组学分析,代谢流分析(底物、中间代谢物,产物);细胞微环境分析,ROS、pH、离子、细胞微区赶酸仪;合成生物传感器,细胞传感器、复合酶组装及顺序催化传感;纳米生物器件,自组装合成DNA器件,RNA器件,蛋白器件。合成生物学对于分析化学的需求是增加通量、动态、高灵敏。
  近些年来,合成生物学技术的迅速发展,使其在医药、能源、环境等方面得以广阔的应用,增进了人类健康,改善了人类环境,提高了人类的生活水平。张先恩这篇《合成生物学及分析化学》的报告更是让我们看到了合成生物学在分析化学领域的各种可能,在未来,合成生物学的健康持续发展还有更长远的路要走,这也需要学术界、政府和公众的共同努力!