合成生物学研究与进展1精品PPT课件

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系
数统
生
学
物 学
2000-2010年合成生物学论文及专利发表情况(Scopus 数据库)
三、合成生物学的研究内容
1、生物大分子的合成与模块化 2、生物基因组的合成、简化与重构 3、合成代谢网络 4、遗传/基因线路的设计与构建 5、细胞群体系统及多细胞系统研究 6、数学模拟和功能预测
1、生物大分子的合成与模块化
已确定 数目
356 35 294 288 339 118 2114 1110
499 271 480 712 609 296 392 642 323 614 381 310
方法
T-DNA insertion insertional mutagenesis RNA interference insertional mutagenesis P-element insertion mutagenesis literature search literature search single-gene deletions
1.不动杆菌 ADP1 2.枯草芽孢杆菌 168 3.新月柄杆菌 4.大肠杆菌 MG1655 5.大肠杆菌 MG1655 I 6.大肠杆菌 MG1655 II 7.弗朗西斯氏菌属 8.嗜血杆菌 9.幽门螺旋菌 10.结核分枝杆菌 11.生殖道支原体 12.肺支原体
Acinetobacter baylyi ADP1 Bacillus subtilis 168 Caulobacter crescentus Escherichia coli MG1655 Escherichia coli MG1655 I Escherichia coli MG1655 II Francisella novicida U112 Haemophilus influenzae Rd KW20 Helicobacter pylori 26695 Mycobacterium tuberculosis H37Rv Mycoplasma genitalium G37 Mycoplasma pulmonis UAB CTIP
1. 合成生物学一词最早出现在1911年The Lancet 杂志。
2. 2003年HGP (Human Genome Project )。 3. 2004年美国MIT出版的《Technology Review》把
合成生物学选为将改变世界的十大技术之一。 4. 2009年12月《自然·生物技术》出版了“Focus on
Synthetic Biology”的合成生物学专辑。 5. 2011年1月《自然》杂志预测的2011年13件重要
发现及事件中包括合成生物学。
合成生物学发生与发展的学科基础
生物 计算机
生物能 源
生物传 感器
应用
环境修复
生物材料
精细 化学品
食品 原料
合成生物学
信 息
化
学学
计 算 机 科 学
生工 物 物程 理 学学 学
()
在真核与原核生物中已经确定的必需基因
真核/原核
1.拟南芥 2.曲霉属真菌 3.秀丽隐杆线虫 4.斑马鱼 5.黑腹果蝇 6.智人 7.小家鼠 8.酿酒酵母
Arabidopsis thaliana Aspergillus fumigatus Caenorhabditis elegans Danio rerio Drosophila melanogaster Homo sapiens Mus musculus Saccharomyces cerevisiae
合成生物学（synthetic biology）
一、合成生物学的定义 二、合成生物学的产生 三、合成生物学的研究内容 四、合成生物学的研究方法 五、合成生物系统的设计 六、合成生物学的应用领域 七、合成生物学在藻类中的应用 八、研究意义及思考 九、自己的想法
二、合成生物学（synthetic biology）的产生
合成生物学
合成生物学研究与进展
百度文库
一、合成生物学的定义
合成生物学网站是这样介绍的：合成生物学包括 两重意义 a、新的生物部件（part）、装置（device）和系 统（system）的设计与构建 。 b、对现有的天然存在的生物系统的重新设计以 造福人类社会。
(http：//syntheticbiology.org/)
必需基因
必需基因（essential genes）是指在一定环境条件 下，维持某种生物体的生命活动所必不可少的基 因。这些基因所编码蛋白质的功能被认为是生命 的基础，去除一个必需基因将使生物体无法继续 存活。
目前用于必需基因研究的实验方法主要有： 转座子突变技术(transposon mutagenesis)、 RNA 干扰技术(RNA interference)和T-DNA插入(TDNA insertion)。
标准化生物大分子的研制和开发
蛋白质的工程化改造与模块化 核酸分子的人工合成——DNA的从头合成
2、生物基因组的合成、简化与重构
人工合成生物全基因组
生物基因组的简化与重构：必需基因、 最小基因组
DNA
首 个 具 有 人 造 的 活 细 胞
( Gibson, et al. Science, 2010 )
最小基因组研究
一个能独立生活的生物体最少需要多少个基因。 目前研究最小基因组的手段主要是插入基因突变 分析。
意义：人们有可能通过遗传工程构建一个由最少 基因组成的生命体，有助于揭示生命起源、 生物 进化和生物代谢调控，使人类对生命有更加深入 的理解。