基因工程和工程方法以系统生物学为基础，从基因、DNA、基因调控网络、信号转导途径到细胞的人工设计和合成，类似于现代综合建设工程，工程原理和方法被应用于基因工程、细胞工程、合成生物学、计算生物学、化学生物学等生物技术领域，形成了系统生物学的方法论基础。下面由莱德伯特（北京）生物科技有限公司为大家介绍一下合成生物学。

其目的是设计和创新生物组成和系统，并重新设计现有的生物系统。复杂的人工生命系统由基本的生物成分组成，整个生命过程被重新设计和改造、建造。

合成生物学包含了这样一个工程学理念，即任何生命系统都可以被认为是执行不同功能的生物部分的有序组合。

一、基因线路

一个典型的基因线路是由两个蛋白质编码基因和两个相应的启动子组成的基因双稳态电路。

二、合成基因组

生物学是自然界几千年进化的产物，但从无机物中合成生物物质甚至有机体的努力并没有停止。

1979年，美国化学家Khorana合成了酪氨酸阻遏子tRNA的基因。

2002年，Wimmer的团队合成了一个具有生物活性的脊髓灰质炎病毒基因组（约7400bp）。

2003年，Venter的研究小组合成了psiX174的吞噬细胞基因组（约5400bp）。

2005年，他们合成了生殖道支原体基因组（582.790kb）。

三、合成药物和生物制品或材料

1、合成抗疟药青蒿素

加州大学伯克利分校的J.Keasling设计、组装和微调了来自细菌、酵母和青蒿素的多个基因和代谢途径，将青蒿素前体的生产能力提高了几个数量级。

2、生产能源材料氢气

利用13种已知的酶形成了一种新型的非天然催化体系，美国弗吉尼亚理工大学生物系统工程系教授Zhang等人建立了一种在正常条件下淀粉与水结合在一般条件下产生氢，并通过燃料电池产生电能。

3、利用合成生物技术生产柴油

医学院教授Church发起了LS9回收机试点生产生物柴油，并取得了一定的进展，2007年荣获得了美国MIT《技术评论》的TR35最高奖。

近年来，作为合成生物学的基础，基因组测序和DNA合成技术正以指数式增长的发展，以及大规模集成电路和计算机技术的发展，使得合成生物学将像信息技术一样迅速发展，并将在能源、化学品、材料、疫苗、医药等应用广泛，具有巨大的深灰色效益和经济效益。同时，对认识生命、揭示生命奥秘、重新设计和改造生命具有重要的科学意义。

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