合成生物学的一个主要目标是让生物的改造变得更容易,就像人们通过各种零件组装出电脑一样,合成生物学也可以理解为生物学的工程化。合成生物学家希望通过实现核心生物元件(如酶、基因回路、代谢途径等)的标准化,并将这些标准化的“生物零件”一步步的整合,构造出具有特定功能的系统,乃至于合成出全新的生物个体。

以Syno® 3.0为代表的新一代基因合成技术的出现也为高通量、低成本构建代谢通路或合成小型基因组提供了技术支持。随着测序技术和基因合成技术的成熟,越来越多的科学家们开始尝试合成基因环路的重编程和生物体功能改变方向的应用。目前合成生物学已经在生物、医药、新物种合成等领域有广泛的应用。

  • 2003年,Jay Keasling团队在大肠杆菌中重构了青蒿酸的生物合成途径,并实现了此代谢通路的功能验证,并在接下来的10年中积极进行了宿主选择与优化和产业化[1]
  • 通过合成代谢途径的异位重构,一些重要的天然产物已经被成功合成,如萜类、聚酮化合物、非核糖体多肽、生物碱等[2]
  • 2010 年,Venter团队利用化学合成的丝状支原体 JCVI-syn1.0 基因组 DNA 替换了原山羊支原体的细胞,并成功实现了自我复制,对“人造生命”具有里程碑的意义[3]
  • 研究思路

    genetic-pathway-research-workflow
    1. 明确基因环路元件
    2. 设计与构架基因环路
    3. 密码子优化表达水平
    1. 各通路模块
      构建与组装
    2. 优选菌株完
      成转化合成
    1. 代谢产物分离验
      证与质量分析
    2. 代谢途径的完善
      与确定
    1. 研究并实现规模化生产
    2. 拓展基因环路应用前景

    服务优势

    right一站式服务
    完整的Syno® 1.0到Syno® 3.0 DNA合成平台,提供一站式的合成生物学解决方案

    right密码子优化
    自主知识产权的NG™ Codon优化软件,免费优化序列、设计合成方案

    right高效载体构建
    全面的功能元件库,可高通量完成全部构建和验证服务,已成功构建长达100 kbp载体

    right专业组装技术
    自主研发的合成组装技术,定制高性价比基因合成及拼装服务,最长可组装150 kbp的单一DNA

    应用案例

    【应用案例】以CRISPR-Cas9为基础的合成AND门基因环路用于识别膀胱癌细胞

    参考文献
    [1]Vincent J J Martin, Douglas J Pitera, Sydnor T Withers, Jack D Newman& Jay D Keasling.Engineering a mevalonate pathway inEscherichia coli forproduction of terpenoids. Nature Biotechnology 21, 796 – 802 (2003) .
    [2]Neumann H, Neumann-Staubitz P. Synthetic biology approaches in drug discovery and pharmaceutical biotechnology[J]. Applied Microbiology and
    Biotechnology, 2010, 87(1): 75-86.
    [3]Gibson DG, Glass JI, Lartigue C, et al. Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome. Science, 2010, 329(5987): 52–56.