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文档简介

合成生物学的研究进展及其在能源开发和药物研究中的应用合成生物学定义：指人们将“基因”连接成网络，让细胞来完成设计人员设想的各种任务。说明：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是相反的，它是从最基本的要素开始一步步建立零部件。合成生物学的研究进展1.功能回路设计2.细菌胶片3.药物合成4.人工合成基因组功能回路设计利用生物系统中的基本组件（基因、蛋白质等）合成出具有一些特定生物学功能的回路，并在细菌中成功设计了第一个基因电路—周期振荡器。已在酵母和哺乳动物中获得成功。细菌胶片两个关键词：大肠杆菌（与人类共生的最常见细菌，会引起食物中毒和腹泻）光敏色素（结合在植物和一些细菌的细胞膜上的光受体，是一种蛋白质）联系：大肠杆菌没有这种色素细菌胶片2005年，美国加州大学的沃伊特（C．Voigt）研究组及其合作了一个能感光的细菌基因回路，利用遗传工程方法将其引人大肠杆菌，使改造的大肠杆菌能够感光，并且在感光后分泌化学物质，这样的大肠杆菌菌落暴露在光照下具有胶片的功能，能产生高清晰度的化学图像。研究者利用蓝藻的植物色素胞外感光模块与大肠杆菌EnvZOmpR双成分系统的胞内组氨酸激酶信号区构造了一个蛋白嵌合体作为光受体，在黑暗中时磷酸化的OmpR转录因子对目标启动子进行调控，诱导基因LacZ表达，最终生成黑色产物，即输出黑色信号：而暴露在光照下时，则输出白色信号。每一个具有感光及色素合成基因回路的大肠杆菌都可成为照片上的像素点。药物合成在简单生物，比如大肠杆菌和酿酒酵母中，可以设计代谢途径和模块组成的生物级链来改变正常的细胞代谢，从而产生一些非天然的代谢物或使合成转向人们感兴趣的代谢物。这些代谢物可能是目标物质，也可能是中间体。2.创造能够表达非天然氨基酸（20种天然氨基酸之外）的细胞是人工合成基因组一个特别的应用。非天然氨基酸掺入蛋白序列

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