合成生物學(xué)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-12 05:10本頁(yè)面
【正文】 建了相應(yīng)的 DNA元件文庫(kù) ——iGEM Registry。 除了用標(biāo)準(zhǔn)化的功能模塊作為承載功能的硬件外，還需要標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)量化平臺(tái)和抽象的概念信號(hào)作為承載功能的軟件。為此， iGEM Registry提供了衡量和代表輸入輸出信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn) ——PoPS（ RNA polymerase per second）和RIPS（ ribosomal initiations per second）。 合成生物系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu) 具有一定功能的 DNA序列組成最簡(jiǎn)單的生物積塊，稱為 生物部件（ Part） ；不同功能的生物部件按照一定的邏輯和物理連接組成復(fù)雜的 生物裝置（ Device） ；不同功能的生物裝置協(xié)同運(yùn)作組成更加復(fù)雜的 生物系統(tǒng)（ System） ；含有多種不同共能的生物系統(tǒng)彼此通訊互相協(xié)調(diào)組成再?gòu)?fù)雜些的 多細(xì)胞或細(xì)胞群體生物系統(tǒng) 。在合成生物系統(tǒng)中，這些模塊主要利用邏輯拓樸結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)、前饋和反饋等合理組合連接成具有一定功能的遺傳線路；同樣，遺傳線路又可連接成調(diào)控網(wǎng)絡(luò)或生物系統(tǒng)。 合成生物學(xué)的意義 ?加速合成生物系統(tǒng)工程化的進(jìn)程 ?驗(yàn)證和深化對(duì)于生物現(xiàn)象的理解 合成生物學(xué)的應(yīng)用 ?醫(yī)藥 ?生物 ?環(huán)境 ?人類健康 ?能源 微生物砷離子檢測(cè)示意圖 合成生物學(xué)大事記 ?1828年， Wohler利用氰酸銨合成尿素。 ?1953年， Miller通過(guò)放電合成氨基酸，模擬原始地球的有機(jī)物發(fā)生過(guò)程。 ?1965年 9月 17日，中國(guó)合成了第一個(gè)人工合成的蛋白質(zhì) ——結(jié)晶牛胰島素。 ?1968年， Khorana等合成了核苷酸及基因密碼子。 ?1970年， Khorana等首次用化學(xué)方法人工合成了有 77個(gè)核苷酸對(duì)的酵母丙氨酸的結(jié)構(gòu)基因。 ?1972年， Price和 Conover等的實(shí)驗(yàn)室各自用反向轉(zhuǎn)錄酶合成了家兔和人的珠蛋白基因，這是首次合成真核生物的基因。 ?1973年 8月， Khorana等又合成了具有 126個(gè)核苷酸對(duì)的大腸桿菌酪氨酸 tRNA基因，但并沒(méi)有轉(zhuǎn)錄功能。 ?1973年 11月， Stanley Cohen和 Herbert Boyle等精確地把基因或者 DNA片段插入其他細(xì)胞中，從而建立了重組 DNA技術(shù)。 ?1977年，美國(guó)加州大學(xué)的 Boyer等用化學(xué)方法合成了人生長(zhǎng)激素抑制因子的基因。 ?1979年 ， Khorana等合成了酪氨酸阻遏 tRNA以及酪氨酸 tRNA基因 。 ?1981年 11月 20日 ， 中國(guó)合成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸 。 ?2022年 1月 ， Gardner等在大腸桿菌中構(gòu)建了基因開(kāi)關(guān) (Toggle switch)， 一個(gè)合成的雙穩(wěn)態(tài)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò) 。Elowitz等構(gòu)建了第一個(gè)合成的生物振蕩器 ——壓縮振蕩子(Repressilator)。 這兩項(xiàng)事件標(biāo)志著合成生物學(xué)作為一項(xiàng)新的領(lǐng)域正式產(chǎn)生 。 ?2022年 11月 ， Brenner等設(shè)計(jì)向細(xì)胞 DNA中參入天然不存在的堿基的方法來(lái)發(fā)展人工遺傳系統(tǒng) ， 支持人工生命形式 。 ?2022年 ， Schultz實(shí)驗(yàn)室向大腸桿菌蛋白質(zhì)生物合成裝置中添入新的組分 (tRNA/氨酰 —tRNA合成酶組合 )， 使之能通過(guò)基因生成非天然的氨基酸 。 ?2022年 8月 ， Cello等制造了第一個(gè)人工合成的病毒 ——脊髓灰質(zhì)炎病毒 。 ?2022年 7月 ， Keasling等在美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室設(shè)立合成生物學(xué)部 ， 并在大腸桿菌中成功地建立了合成青蒿素的網(wǎng)絡(luò) ， 使得青蒿素價(jià)格降低到原來(lái)的 1/10。 ?2022年 8月 ， Schultz實(shí)驗(yàn)室又發(fā)明了一種向酵母中加入非天然氨基酸密碼子的方法 ， 成功地向蛋白質(zhì)中導(dǎo)入了 5種氨基酸 。 ?2022年 12月 ， Venter小組合成了噬菌體 φ X174的基因組 。 ?2022年 6月 ， 第一屆合成生物學(xué)國(guó)際會(huì)議在美國(guó)麻省理工學(xué)院召開(kāi) 。 ?2022年 10月 ， 美國(guó) 、 加拿大與日本的學(xué)者合作將收集到的 1918年西班牙流感病毒的 DNA片段進(jìn)行分析 ， 并據(jù)此人工合成了該株流感病毒編碼 HA和 NA蛋白的基因 ， 進(jìn)而獲得了新的流感病毒 。 該病毒表現(xiàn)出與西班牙亞型流感病毒相近的致病性 。 ?2022年 12月 ， Libchaber小組嘗試創(chuàng)造了一個(gè)模擬人造生物 ——“囊生物反應(yīng)器 ” (Vesicle bioreactors)， 其組成部分來(lái)自不同的生物材料：由蛋清中的脂肪分子和大腸桿菌細(xì)胞提取物組成 。 “ 囊生物 ” 內(nèi)的基因可控制合成 α 溶血素 (α hemolysin)。 。 ? 2022年 8月，美國(guó)舊金山舉行了合成生物學(xué)會(huì)議，討論了合成生物學(xué)在藥物開(kāi)發(fā)、細(xì)胞編程和生物機(jī)器人方面的潛在應(yīng)用，以及隨之而來(lái)的生物安全、倫理、法律等問(wèn)題。 ? 2022年 11月，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員在大腸桿菌中加入一個(gè)合成的傳感器激酶，使細(xì)菌能對(duì)不同光照條件作出應(yīng)答。 ? 2022年， Keasling實(shí)驗(yàn)室將多個(gè)青蒿素生物合成基因?qū)虢湍妇挟a(chǎn)生了青蒿酸，并通過(guò)對(duì)代謝網(wǎng)絡(luò)不斷改造和優(yōu)化，使產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了數(shù)量級(jí)水平的提高。 ? 2022年 2月， Venter小組人工合成了生殖支原體的基因組 DNA，這是第一個(gè)人工合成的原核生物基因組。 ?2022年 12月， Becker等設(shè)計(jì)并合成了重組的蝙蝠 SARS樣冠狀病毒。 ?2022年 2月，日本東京大學(xué)和科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)的 Tomohisa Sawada等應(yīng)用納米技術(shù)合成了只有 1對(duì)堿基對(duì)的世界最短的雙鏈 RNA片段和只有 3對(duì)堿基對(duì)的雙鏈 DNA片段。 ?2022年 1月，美國(guó) Cell雜志和英國(guó) Nature雜志同時(shí)為合成生物學(xué)創(chuàng)建10年發(fā)表專題社論，并提出合成生物學(xué)將面臨的挑戰(zhàn)。 ?2022年 5月， Venter小組人工合成了蕈狀支原體基因組，并在山羊支原體細(xì)胞中成功復(fù)制、翻譯并傳代，實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)具有人造基因組的活細(xì)胞。 ?2022年 10月， Venter小組使用 8個(gè)只含有 60個(gè)核苷酸的 DNA片段，在 5天內(nèi)合成出了實(shí)驗(yàn)鼠的線粒體基因組，得到的基因組能夠糾正具有線粒體缺陷的細(xì)胞內(nèi)的異常，這是首次人工合成實(shí)驗(yàn)老鼠的線粒體基因組。
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