合成生物学：开启生命科学“会聚”研究新时代

合成生物学的内涵

合成生物学区别于其他传统生命科学的核心，是其“工程学本质”，主要体现在两个方面。①其“自下而上”的正向工程学“策略”。因此，元件标准化→模块构建→底盘适配，包括对生命过程的途径、网络的组成及其调控的认识及“正交化生命”的设计与构建，是其最核心的研究内容；而人工线路（包括新一代的“代谢工程”）的构建，就是其最重要的工程化平台。②目标导向的构（重构）建（建造）“人造生命”。因此，“自上而下”地构建“最小基因组”或“自下而上”地合成“人工基因组”，是合成生物学另一个最核心的研究内容；大片段基因组操作和改造，以及大规模、高精度、低成本 DNA 合成，是其最重要的两大使能技术；而基因组（包括原型细胞的合成等“细胞工程”）的构建，是其最重要的工程化平台。这两个方向，基本抓住了合成生物学的工程化研究所包含的“定量生物学”“分子生物学”与“系统生物学”等会聚来源的本质，原则上是比较全面和准确的；当然，我们也可以在下述 3 个方向上更具体地阐述其内涵（图1）。

图 1 合成生物学的内涵

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