第八章合成生物学.pptVIP

1.青蒿酸合成线路的设计构建疟疾典型的疟疾多呈周期性发作，表现为间歇性寒热发作。发作时先有明显的寒战，全身发抖，面色苍白，接着体温迅速上升，达40℃或更高，面色潮红，全身大汗淋漓，大汗后体温降至正常或正常以下。经过一段间歇期后，又开始重复上述间歇性定时寒战、高热发作。第30页，共52页，星期日，2025年，2月5日每年5亿人感染，100万死亡。目前最有效的是青蒿素，生产周期长、成本昂贵。中药青篙中提取的有过氧基团的倍半萜内酯药物。第31页，共52页，星期日，2025年，2月5日Keasling利用合成生物学，将大肠杆菌改造成青蒿酸工厂。将甲羟戊酸合成途径转入大肠杆菌中，改造获得E.coli青蒿酸的产量300mg/L。第32页，共52页，星期日，2025年，2月5日困难：难以预计的复杂性这一工作几乎是150人一年工作的结果，这些工作包括，探究每个基因的功能、探究这些功能基因组合在一起的运作机制。第33页，共52页，星期日，2025年，2月5日由于在生物合成抗疟疾药物的突出成就,Keasling被美国“发现”杂志评选为2006年度最有影响的科学家。该项目已经获得比尔-梅林达盖茨基金会4300万美元的资助,进行进一步的实验室研究、中试、临床实验等后续工作。第34页，共52页，星期日，2025年，2月5日2.代谢途径的快速进化基因突变改造代谢途径生产目标化合物第35页，共52页，星期日，2025年，2月5日Church对20种番茄红素合成有关的基因进行突变；将突变的90个DNA片段，转入大肠杆菌；3天内产生了150亿基因突变体；从中筛选到使番茄红素产量提高5倍的基因。第36页，共52页，星期日，2025年，2月5日3.利用合成生物学生产新能源Kaslling利用13个可逆的酶促反应组合起来创建一条非天然的催化路径。淀粉+水H2第37页，共52页，星期日，2025年，2月5日LOGO第1页，共52页，星期日，2025年，2月5日内容1.合成生物学的发展历史及概念2.研究方式和工具3.合成生物学的研究方向4.展望第2页，共52页，星期日，2025年，2月5日15.1合成生物学的发展史及概念（1）合成生物学的发展史1978年Skallka在对限制性内切核酸酶的评论中第一次预言了合成生物学的诞生。1980年Hobom引入了合成生物学的的名词来描述基因重组技术。DNA合成测序技术的发展和工程学在生物体系的应用，为合成生物学奠定基础。第3页，共52页，星期日，2025年，2月5日20世纪提出的概念用现有的有机化学和生物化学的合成能力设计非天然的分子，使这些分子在生命体系中发挥功能。通过合成的方法来理解自然的生命体系，构建创造新的人工生命体。第4页，共52页，星期日，2025年，2月5日美国基因组学先驱克莱格·凡特，在他位于马里兰州和加州的实验室，科研人员在其为期15年的研究项目中，已成功制造出全球首个“合成细胞”，一种称为丝状支原体的细菌。

第5页，共52页，星期日，2025年，2月5日（2）合成生物学合成生物学学是生物科学在二十一世纪刚刚出现的一个分支学科。目的在于设计和创造新的生物组件和体系，对现有的生物体系进行重新设计。从基本的生物组件构建复杂的人工生命体系，对整个生命过程进行重新设计、改造、构建。第6页，共52页，星期日，2025年，2月5日合成生物包含的内容基因合成

构建人工生命体基于现有的天然生物组件，设计构建有新功能的生物体系。

第7页，共52页，星期日，2025年，2月5日15.2合成生物学的研究方法和工具（1）合成生物学的研究方法工程领域中所有的单元部件都具有独立功能，可以互换，容易进行模块化的组合，即从零件到器件再到系统。第8页，共52页，星期日，2025年，2月5日合成生物学包含工程学的理念，任何一个生命体系可以看作是具有不同功能的生物零件的有序组合。第9页，共52页，星期日，2025年，2月5日2004年，美国就成功在一位半身不遂的男性患者大脑中植入了一个电脑芯片，患者仅凭大脑里的