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药物合成生物学

个性化精准医疗需要大量新型药物作为实施的基础。而合成生物技术,正是快速建立新化合物药物和蛋白质药物的制造体系,以及从自然界中挖掘具有新生物活性的药物分子的一种关键技术。合成生物技术,即生物学的工程化,从工程学角度设计、改造和创建生物合成的元件、器件或模块,用于改造和优化现有自然生物体系,或者从头设计合成具有预定功能的全新人工生物体系,从而实现特定药物的制造或挖掘自然生物体系能够合成但通常不会合成的具有新活性类型的物质。


生物学第一次革命的代表是沃森和克里克发现DNA(脱氧核糖核酸)的双螺旋结构;并提出了遗传信息传递的中心法则这一基本生物学理论;第二次革命的代表是测序技术的发明而促成的“人类基因组”计划;为解决全球在粮食、健康、能源等领域面临的挑战,孕育了生物学的第三次革命—生物学与工程学、物理学、化学、计算机信息学等深度交叉融合而诞生的合成生物技术。合成生物技术的核心是“人工设计与编写基因组”,这将颠覆当前生命科学研究的模式,创造一种新的“调控生命”的模式,帮助人类加快解读生命,并引发独有的以“设计合成”为特色的生物产业革命。麦肯锡全球研究所发布的研究报告将合成生物技术评价为未来的十二大颠覆性技术之一;英国商业创新技能部将合成生物技术列为未来的八大技术之一。医疗诊断与药剂是合成生物学发展的重点终端市场,自2010年起年增长34.6%,占全部市场份额一半左右。


整合生物学实验室从2016年起开始与国内领军的合成生物技术团队合作,开始建立信息化合成元件库的工作。包括合成元件信息的收集、整理、整合,建立数据库;以及与数据库整合的合成元件生物基因组挖掘、调控元件挖掘与注释、合成途径辅助设计、细胞工厂元件相容性评估、元件定向优化合理设计、元件定向进化辅助设计等工具。这项工作的合作单位包括,中国科学院天津工业生物技术研究所(信息收集与信息组织结构标准),浙江圣达药业(产业化),浙江华东药业股份有限公司(产业化)。

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