聊聊合成生物学(一)——什么是合成生物学

文摘   科学   2024-07-31 17:54   江苏  



YUGONG

合成生物学

生物医学工具酶与原料蛋白





合成生物学是一个新兴的交叉学科,融合了生物学、工程学、信息学等多个学科,2024年1月被列入国家重点推动的未来产业。合成生物学的目的是设计和构建新的生物部件和系统,或者重新设计已有的天然生物系统,从而能够实现自然界中并不存在的功能。通俗地说,就像小朋友搭乐高一样,把DNA元件当做乐高积木块,组装产生新的功能,甚至新的生命体。

从产业角度来看,合成生物学就是以生物基材料替代化石基材料(石油、煤炭等),以生物技术路线替代传统化工技术路线。想象一下,让细菌自己生产药物,在细胞内直接合成各种材料或能源,让微生物或者植物来降解污染……听起来就很酷炫。


合成生物学的核心策略

合成生物学怎么做到这一切呢?它采取的核心策略称为DBTL——即“设计-构建-测试-学习”的循环。

01 设计(Design)

根据已知的生物学知识,规划设计基因和代谢通路,就像规划乐高积木的图纸。这个过程中通常需要用到信息学的技术,来预测生物系统的行为。

02 构建(Build)

包括基因合成、基因编辑、基因组装和遗传转化等过程,将设计好的基因导入到细胞中,构建出新的“细胞工厂”。

03 测试(Test)

确认构建出的“细胞工厂”能够正常工作,测试“细胞工厂”生产的产品是否符合我们的要求。这里涉及到发酵工程、分析测试技术、高通量筛选技术等平台。

04 学习(Learn)

利用信息学技术,对测试数据进行分析学习,根据分析结果修正和优化原有的设计,开始新的DBTL循环。

通过连续迭代优化,最终实现理想的性能。DBTL其实是工程学研究的套路,研究者将这个套路用在合成生物学上,希望能用工程的方法创造更多可能。

合成生物学与传统生物学的区别

合成生物学起源于传统生物学,但也有明显区别。我们熟知的分子生物学、生物化学、细胞生物学等理论学科,关注的是描述和理解生命的基本过程,侧重于“自上而下”的理论研究。而合成生物学是用工程的方法论去做研究,重点是模块化、标准化和可预测性,类似于工程学中的设计和建造过程,更侧重于“自下而上”的应用导向。而与以往的生物技术相比,合成生物学的方法论更为明确,对定量可控的要求更高。

正因为存在这样的差异,虽然大多数合成生物学上游原料酶与分子生物学工具酶品种相同,但合成生物学原料更加强调标准化、模块化和工程化,对稳定性、级联反应兼容性、批次间差异等指标更为敏感,对生产企业的研发能力、生产规模、质量管理也提出了更高的要求。

愚公生物面对国内合成生物学产业对上游原料的迫切需求,经过多年积累,目前已成为国内DNA/RNA工具酶品种最为齐全的供应商。未来愚公生物将进一步深入理解合成生物学对原料的特殊要求,努力为为中国合成生物学行业提供更多优质、经济、使用方便,且拥有自主知识产权的原料酶产品。




往期阅读

🧬 探秘T4连接酶:基因“分子缝合针” 🧬

耐盐DNase I-ST——高效去除IVT产物中的DNA

限制性内切酶在中国

干货分享 | 你的RT-qPCR内参选对了么?

干货分享 | 你购买的Taq酶抗体好用么?

切刻内切酶—体外诊断新工具

限制酶种类知多少(上)

限制酶种类知多少(下)

重磅!限制酶实用手册!助您了解、使用限制酶

限制性内切酶的前世今生



公司简介
江苏愚公生物科技有限公司(简称“愚公生物”)致力于解决国内生物医药高端原料酶和工具酶“卡脖子”现状,为中国生物医学行业提供更多优质、经济、使用方便,且拥有自主知识产权的酶产品。公司总部位于中国(江苏)自贸区连云港片区,参照GMP标准建设与管理;子公司江苏百时美生物科技有限公司位于连云港国家级高新区,主要承担原酶研究和科研试剂生产。

秉承愚公移山的精神,愚公生物在国内首次实现了限制性内切酶的规模化生产。现拥有限制酶、PCR、等温扩增、逆转录、荧光定量PCR、修饰克隆、体外转录、速溶颗粒等10个系列上百种产品,进入多家行业龙头企业的供应链。



       扫码关注更多!

     愚公生物&百时美


愚公生物
江苏愚公生物科技有限公司主要面向生命科学研究和生物技术工业应用,从事工具酶、诊断原料酶和预混试剂的研发与生产。