合成生物学的概念

综述



合成生物学是一门新兴科学，它将所有关于生命科学的基本原理和工具结合起来，以根据科学家设定的设计规则制造新生物组分，构建新型生物系统和定制生物系统，使生物系统创新发展。

近些年，合成生物学已经发展成为生物技术的关键领域，它的发展开辟了全新的道路，为未来的基因工程和分子生物学研究奠定基础。合成生物学主要分为三个方面：合成生物学基础理论，细胞工程和生物系统工程。

一、合成生物学基础理论

合成生物学基础理论是一种生物学的系统思维，一个大的架构，用于探索、构建和设计复杂的生物系统。它将以生命科学的基础原理，如遗传学、分子生物学、细胞生物学和生物物理学为研究基础，利用生物技术的发展，如DNA合成技术、克隆技术、细胞工程技术和过程自动化等，实现对现有生物系统的“修理”和重组，并通过模块化和自动化设计新型生物系统，实现对生命和生物学研究的超越。

据研究表明，合成生物学基础理论拥有比较完备和精细的研究模型，它可以有效保证生命研究方向被真实和科学描述，也可以保证人类对一切生命系统的研究和改造有了一个更加精准的蓝图，从而更全面的提高我们的研发水平。

二、细胞工程

细胞工程是合成生物学的重要部分，它涉及到控制和重组现有的生物细胞，以制造新的生物系统和细胞的机理。细胞工程的精髓在于使用不同的细胞表达系统和蛋白质表达系统，对多种基因进行调控，从而实现对细胞内酶的活性调节，实现细胞生产力、状态和精细结构的改造。

目前，细胞工程技术已经被广泛应用于生物医药研究，例如使用细胞工程技术来构建不同的抗原、受体和抗体，用于生物检测和治疗研究；重组细胞来研究机体免疫环境；使用细胞工程技术来诱导细胞分化，为药物筛选，生物传感器研究，和疾病模型研究等奠定基础。

三、生物系统工程

生物系统工程是一种新兴学科，主要是指利用合成生物学各方面知识，将基于计算机运算、建模和仿真等先进技术，系统构建复杂的生物系统，实现根据人类的需求来设计和实现新的生物系统。

主要将合成生物学的组分功能集成到特定的物质载体中，利用物质载体与组分间的相互作用互动，实现自主的信号网络，但是无需入侵传统的生物学核心技术（如基因调控），用来实现对特定生物系统的创新设计，从而为新型生物技术开