基础化工行业合成生物学系列报告一：面向未来的行业-210730-三个皮匠报告

1、与传统的化学合成相比，合成生物学生产化学品有以下几点优势：1.原材料具有可再生性：传统化学合成的原料主要来自石油和煤炭等化石能源，而合成生物学所用的原材料以生物质为主，具有数量巨大、价格低廉、可实现碳循环等特点。2.环境友好：传统化工过程中的“三废”污染严重，合成生物学则是一种绿色制造方式。3.安全性高：安全性高体现在两个方面，一是生产过程通常在常温常压下进行，反应安全，条件简单。二是生物法产品具有食品安全性，化工合成过程中常有重金属和有机溶剂残留，而生物法可以克服这一问题。合成生物学为何出现突破基因测序、基因编辑和基因合成技术的进步是合成生物学近年来能够取得突破的关键。目前已有三代基因测序技

2、术，第一代技术读长较长，但通量低;第二代技术通量高但读长短;第三代技术通量更高，读长也更长，但准确率较低。当前主流的测序技术仍是第二代技术。第二代技术自身在不断改进，使得成本大幅下降。举例说明，2003 年绘制人类基因组图谱的花费约 30 亿美元，2019 年仅需花费不到 1000 美元，未来十年甚至更短的时间内，成本可能会降到 100 美元以下。成本下降使得大规模测序得以推广，同时积累了大量的生物数据，以便科学家更好的理解生物学。基因编辑技术也分为三代，分别为 ZFN、TALEN 和 CRISPR/Cas9。前两代技术采用的是蛋白质-DNA 的识别模式，导致切割位点有较高的特异性，无法随心所欲的选择切割位点。第三代CRISPR/Cas9 则采用的是 RNA-DNA 的识别模式，切割位点的选择上更加广泛。此外，第一代基因编辑技术 ZFN 还存在构建难度大和易于脱靶的问题，第二代基因编辑技术 TALEN 虽很大程度上避免了脱靶，但操作过程相当繁琐。CRISPR/Cas9 技术则具有操作简便，周期短，成本低，调控方式多样化的优点。2020年诺贝尔化学奖就颁给了两位从事CRISPR/Cas9技术研究的科学家，也从侧面反映出该技术的突破性。

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