·合成生物学概述·合成生物系统的设计·合成生物系统的数学模拟与性能分析·合成生物学的基础·合成生物学的应用研究·最新案例与讨论第一章合成生物学概述▶合成生物学的诞生▶合成生物学的定义▶合成生物学的研究内容▶合成生物学的意义▶合成生物学的工程本质▶合成生物学与相关生物学科一、合成生物学的诞生合成生物学诞生的知识积累StartStopATGACGGATCAGCcGCAAGCGGAATTGGCGACAAATACTGCCTAGTCGGCGTTCGCCTTAACCGCTGTATTDNA是生物的遗传物质(1953年)一、合成生物学的诞生合成生物学诞生的知识积累4×10—41宿主的限制和修饰现象(1952年)E.O.P成斑率efficiencyofplating大肠杆菌K大肠杆菌B10-41酶切位点不被修饰酶切位点被修饰限制—修饰的酶学假说(1962年)一、合成生物学的诞生▶合成生物学诞生的知识积累噬菌体DNA被切割基因组DNA不被切割DNAfragmenttobeclonedEnzymaticallyinsertDNAintoplasmidvectorRecombinantplasmidMixE.colicellswithCaCl₂CultureonnutrientagarplatescontainingampicillinCellsthatdonottakeupplasmiddieIndependentonampicillinplatesplasmidreplicationDNA重组(Recombinant)技术(1973年)一、合成生物学的诞生合成生物学诞生的知识积累TransformedE.colicellsurvivesColonyofcellseachcontainingcopiesplasmidsinpresenceofofthesamerecombinantplasmidBacterialchromosomePlasmidvectorRNApolymeraseOperatorTranscriptionblockedPromoterRepressormRNA一、合成生物学的诞生▶合成生物学诞生的知识积累Repressor乳糖操纵子(阻遏)操纵子(operon)模型(Jacob与Monod)yZ一、合成生物学的诞生合成生物学诞生的知识积累乳糖操纵子(解阻遏)操纵子(operon)模型(Jacob与Monod)β-Galactosidase操纵子思想被认为是基因线路(genecircuit)的雏形!InducerInactivatedrepresSOrTranscriptionderepressedRepressormRNAMessengerRNARepressorP0yZ√已完成测序的模式生物：小鼠、线虫、拟南芥、果蝇、水稻、酵母、大肠杆菌……。模式生物基因组计划的实施一、合成生物学的诞生√哺乳动物√真细菌√古细菌√病毒▶合成生物学诞生的知识积累4200种3600种180种1750种一、合成生物学的诞生▶合成生物学诞生的学科基础生物生物质能柳医计算机应用环境修复精细原料化学品合成生物学感器生物传生物学计算机科学化学信息学物理学工程学数学生物材料食品syntheticbiology)的开始”为题出现在德文刊物上√FocusonSyntheticBiology,NatureBiotechnology,27(12),2009-12-7:Thelatestiterationofgeneticengineeringofferstheprospectofthedesignandconstructionofnewlifeformsfrombiologicalparts,devicesandsystems.一、合成生物学的诞生▶合成生物学的出现与发展√1980年第一次以“基因外科术：合成生物学(一、合成生物学的诞生▶合成生物学的出现与发展√2010年“人造生命诞生”·JohnCraigVenter搅乱了(生命)科学界J.CreigVanleramovingpestthehumengenormo-forexamplo,bydesigningalgaethetooukdeplacofosslfuasByANDREWPOLAOXPubishedSoptenbgr4,2010Sciencexpress/www.sciencexpress.org/20May2010/Page1/10.1126/science.1190719CreationofaBacterialCellControlledbyaChemicallySynthesizedGenomeDanielG.Gibson.JohnL.Glass.'CaroleLartigue,VladimirN.Noskov,'Ray-YuanChuang.MikkelA.Algire,'GwyneddA.Benders,²MichaelG.Montague,'LiMa,MonziaM.Moodie!'ChuckMerryman,SanjayVashee,RadhaKrishnakumar,'NacyraAssad-Garcia,CynthiaAndrews-Pfannkoch,EvgeniyaA.Denisova,LeiYoung,Zhi-QingQi.ThomasH.Segall-Shapiro,'ChristopherH.Calvey.PrashanthP.Parmar!ClydeA.HutchisonI.²ⅢHamiltonO.Smith,²J.CraigVenter'²'TheJ.CraigVenterInstitute,9704MedicalCenterDrive,Rockville,MD20850,USA.²TheJ.CraigVenterInstitute,10355ScienceCenterDrive,SanDiego,CA92121,USA.Towhomcorrespondenceshouldbeaddressed.E-mail:jcventerajcvi.org▶合成生物学的出现与发展√2010年“人造生命诞生”《用化学合成的基因组构建一个细菌细胞》capableofindependentgrowthin...
