2023中国合成生物学发展研究报告.pptx

合成生物学全球发展历程及驱动因素解析 合成生物学产业驶入发展快车道 合成生物学概念定义与社会价值 合成生物学掀起第三次生物技术革命 合成生物学产业链及应用场景 开启合成生物学“造万物”时代 合成生物学行业发展洞察 合成生物学发展的产业沉浮启示 目录 C O N T E N T S 合成生物学概念定义与社会价值 合成生物学掀起第三次生物技术革命 概念及定义： 由于合成生物学是一门新兴学科，所以，现阶段合成生物学的定义仍然处于开放、探索的阶段。我们可以通过以下描述做整体了解： 合成生物学借鉴了工程学概念， 运用基因技术， 通过构建生物功能元件、装置和系统， 来有目标的重新设计和合成新的生物体系或改造已有的生物 体系， 使其拥有满足人类需求的生物功能。 合成生物学这一名词最早被提出可追溯到1910年， 是指利用物理和化学方法合成类生物体系来模拟生命过程, 了解生命机制，但当时的概念跟目前 人们理解的合成生物学有较大差距。 2000年, 在美国化学学会年会上, 斯坦福大学Eric Kool在基因组学和系统生物学基础上，引入工程学概念， 重 新定义了“合成生物学”。标志着这一学科的出现。 亿欧智库：合成生物学概念及发展历程 合成生物学利用技术重构生物体系，是“人类造物”的最新尝试 与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构 造的办法不同； 合成生物学的研究方向完全相反，它是从最基 本的要素开始一步步建立零部件，最终合成 “新生命”。 数据来源：亿欧智库 4 建物致知 格物致知 建物致用 1965 年 中 国 科 研 人 员在世界上第一次人 工合成了含51种氨基 酸的蛋白质一一牛胰 岛素。 2010年，美国科 学家用合成基因组 合成第一个人造细 胞——支持存活 的原核生物。 1828年徳国科学家 维勒人工合成尿素， 把 无 机 物 变 成 有 机 物。 自上而下 自下而上 交叉学科： 合成生物学是在分子生物学、系统生物学等众多学科发展到一定阶段的基础上诞生的， 在现代生物学和系统科学以及合成科学基础上发 展起来、融入工程学思想和策略，融合了生物学、 化学、物理学、数学、信息科学、工程科学、计算机科学等相关学科的新兴交叉学科。其概念 经常与基因工程和发酵工程混淆：人类利用微生物发酵生产食品已有几千年的历史，但是早前的人们尚未完全认识发酵过程，此时期的发酵生产活 动全凭经验，多为非纯种培养， 发酵产品极易被杂菌污染， 这属于自然发酵时期。 合成生物学是直接建立在基因工程之上的， 基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术， 将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，外 源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，在原有遗传特性基础上增加新的特性， 获得新的品种，生产新的产品。 亿欧智库：合成生物学多学科交叉 多学科交叉 合成生物学与系统生物学有着非常紧密的关系，系统生物学通过定量分析、数学模拟、建模等方法对系统或系 统中的各个组件进行解核后所得到的数据，可以经合成生物学的解耦将系统分解为生物元件。这也是合成生物 学的重要持性之一，即合成生物学的关键是将生物元件模块化与标准化，它是一种从头合成复杂生命系统的技 术。 合成生物学与分子生物学密不可分。分子生物学主要是在分子水平上对生命现象运行进行研究。合成生物学的 发展， 通过对现有生物元件的改造或者重新构建新的生物元件，从而构建出新的遗传系统，对于研究生命的起 源与基因的编码功能等具有重要意义。 遗传工程也称基因工程，合成生物学是直接建立在基因工程之上的，但由于合成生物学的方法包括从头设计 和建造生物体系，而基因工程主要是聚焦于自然生物体系的改造，所以合成生物学可以看作遗传工程的进一 步发展。相对于基因工程来说，合成生物学具有方法更加灵活、规模更加庞大的典型特点。 合成生物学是一门交叉学科，基因工程是其发展基