合成生物学研究进展及应用前景

闫建俊，白云凤，张忠梁，冯瑞云，张维锋

（1.山西大学生物工程学院，山西太原030006；2.山西省农业科学院作物科学研究所，山西太原030032）

合成生物学是建立在系统生物学、生物化学、生物物理学、生物信息学等学科基础之上，旨在设计、改造、重构或创造生物分子，进而使这些分子在生命系统中具有活性功能。其包括两重含义：一是设计和构建新的生物零件、组件和系统；二是对现有的、天然存在的生物系统进行重新设计和改造。合成生物学从解构生命体到重构甚至创建生命体，拓展了人们对生物大分子及其相互关系的理解。2004年，美国的《技术评论》杂志将合成生物学列为新出现的将改变世界的十大技术之一。2007年，欧盟启动了《合成生物学——新出现的科学技术》引导项目。我国也有专家建议把合成生物学提升到关乎我国国民经济发展核心技术的高度来考虑[1]。

人类对合成生物分子乃至合成生命的探索由来已久，而20世纪60年代开始的对于核酸和蛋白质等有机物的人工合成为合成生物学奠定了基础。1965年，我国人工合成了结晶牛胰岛素，这是世界上首次人工合成的蛋白质，也是当时人工合成的具有生物活力的最大有机化合物[2]。1979年，Khorana等合成了酪氨酸阻遏tRNA及其编码基因[3]。1983，我国王德宝等[4]合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸（Yeastalanine tRNA），这是世界上最早人工合成的具有与天然分子相同化学结构和完整生物活性的核糖核酸。我国在合成生物学方面对世界贡献较大。……