2019年4月23日,由中國化學(xué)會主辦,中國化學(xué)會色譜專業(yè)委員會、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所和復(fù)旦大學(xué)承辦的第22屆全國色譜學(xué)術(shù)報告會及儀器展覽會在上海光大會展中心國際大酒店順利落下帷幕。
在大會的閉幕式上,來自中科院生物物理所張先恩研究員帶來了題為《合成生物學(xué)及分析化學(xué)》的報告。
張先恩先是回顧了過去150年時間生命科學(xué)里程碑事件。1859—1900年,經(jīng)典遺傳學(xué)建立,孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳學(xué)規(guī)律,提出遺傳因子,摩爾根將遺傳因子鎖定在染色體。1950年左右,發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),開啟了分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué),催生了基因生物技術(shù)。到了2000年左右,啟動和完成了人類基因組計劃HGP,通讀人類遺傳密碼,生命科學(xué)研究進入組學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)時代。
在合成生物學(xué)方面,也有很多突出的進展。早在1913年,美國Ledus就提出了合成生物學(xué)與生命機制;德國的Hobom&Klinik于1980年研究了基因操縱打開合成生物學(xué)大門;2000年,美國的Kool重新定義了合成生物學(xué)。后來直到2018年,中國的張大偉研究了28個異源基因從頭合成微生物B12,在這期間,中國在合成生物學(xué)方面也發(fā)表了很多很好的文章。
接下來,講到了合成生物學(xué)的科學(xué)意義。張先恩表示,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),開創(chuàng)了分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)及基因生物技術(shù);研究人類基因組學(xué),“讀基因組”的時候,表示生命科學(xué)進入組學(xué)時代和系統(tǒng)生物學(xué)時代;探索合成生物學(xué),“編寫基因組”時,生命科學(xué)已經(jīng)進入設(shè)計與重望生命時代。
合成生物學(xué)是具有顛覆性的,它突破了生命科學(xué)的現(xiàn)有認(rèn)知,是生物柔性體系與工程剛性理念的不協(xié)調(diào),對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線有顛覆作用,是高階合成生物體系。目前,合成生物學(xué)主要任務(wù)是針對工業(yè)合成、合成醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境安全的重大技術(shù)需求,以實現(xiàn)性人工合成生物及其重大應(yīng)用為目標(biāo),設(shè)置3+1的個主要任務(wù)、包括11個任務(wù)模塊、47研究方向,重點解決合成生物設(shè)計的基本科學(xué)問題,提高人工生物體系的構(gòu)建能力,創(chuàng)新合成生物關(guān)鍵技術(shù),提高合成生物使能技術(shù)與安全評估等基礎(chǔ)能力。
張先恩還說到,分析化學(xué)在合成生物學(xué)中的機會包括:基因組學(xué),先進的測序技術(shù)、轉(zhuǎn)錄組;代謝組學(xué)分析,代謝流分析(底物、中間代謝物,產(chǎn)物);細胞微環(huán)境分析,ROS、pH、離子、細胞微區(qū);合成生物傳感器,細胞傳感器、復(fù)合酶組裝及順序催化傳感;納米生物器件,自組裝合成DNA器件,RNA器件,蛋白器件。合成生物學(xué)對于分析化學(xué)的需求是增加通量、動態(tài)、高靈敏。
近些年來,合成生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,使其在醫(yī)藥、能源、環(huán)境等方面得以廣闊的應(yīng)用,增進了人類健康,改善了人類環(huán)境,提高了人類的生活水平。張先恩這篇《合成生物學(xué)及分析化學(xué)》的報告更是讓我們看到了合成生物學(xué)在分析化學(xué)領(lǐng)域的各種可能,在未來,合成生物學(xué)的健康持續(xù)發(fā)展還有更長遠的路要走,這也需要學(xué)術(shù)界、政府和公眾的共同努力!
(原標(biāo)題:張先恩:合成生物學(xué)及分析化學(xué))
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