点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“一切皆可造”的技术有多厉害?带你探秘合成生物学
首页> 数字化频道> 世界互联网大会乌镇峰会 > 正文

“一切皆可造”的技术有多厉害?带你探秘合成生物学

来源:世界互联网大会2023-04-24 16:25

  合成生物学迎来了发展的春天。前段时间,中国科技日报社和中国生物工程学会联合发布的《2022年中国合成生物学绿色应用与产业感知调研报告》显示,有57.81%的受访者看好合成生物学技术未来十年的发展。不只是中国,放眼全球,合成生物学方兴未艾。

  麦肯锡数据显示,预计到2025年,合成生物学与生物制造的经济价值将达到1000亿美元,未来全球60%的物质生产可通过生物制造方式实现。

“一切皆可造”的技术有多厉害?带你探秘合成生物学

图源:pixabay

  “一切皆可合成”

  什么是合成生物?用最通俗的话来说,合成生物学(Synthetic Biology)可以理解为生物学的工程化,相当于解构各种基础生物元件,然后重新构建具有期望功能的生物系统,生产各种我们想要的东西。

  作为一门前沿交叉学科,合成生物适用范围基本上涵盖了大多数领域,在医药、健康、制造、农业等领域具有广阔应用前景。

  如果我们把微生物里的基因看成是各种各样的代码,那么合成生物就相当于一项编程工作,可以改变原有的代码,也可以从无到有把代码重新写过。最终产出一个特定功能的软件,再发展成一个互联网生态

“一切皆可造”的技术有多厉害?带你探秘合成生物学

图源:pixabay

  如果把基因看成是电子元件,那么最终微生物就类似于一个计算机。通过合成生物这种基因编程手段,去设计这些微生物,构建特定的基因回路。再组装成集成系统连成网络,最后设计组装具有特定功能的人工生命系统。

  这也是为什么市场上会有“一切皆可合成”的说法。

  合成生物学诞生于21世纪初,是生物学、工程学、化学和信息技术等相互交叉融合的新兴领域。合成生物学利用基因组测序、生物工程、化学合成和计算机模拟等技术进行生命设计与合成再造,突破原有生物系统的限制,创造出更加符合产业化的新型生物系统,应用于医药、能源、化工、农业、环境等多个领域,集低碳、可持续、低成本等多优势于一体。

  2013年,一项大名鼎鼎的基因编辑技术——CRISPR-Cas9横空出世,它直接让人类拥有了“上帝之手”,可以任意框选想要修改的DNA序列。CRISPR技术大大降低了基因编辑的难度和成本,彻底改变了合成生物学。

  在细胞代谢途径的构建和改造中,CRISPR技术被广泛使用,不仅开发和设计出了大量新的基因编辑元件、工具和基因线路,还成功地应用于微生物细胞工厂的构建。

  引导“绿色革命

  当下全球碳中和的大背景下,合成生物技术释放出明显的绿色优势。

  在原料环节,以糖、油脂等可循环再生物质替代不可再生的化石资源。生物质燃烧或分解放出的二氧化碳量和生物生长过程中从自然界吸收的二氧化碳量相等,因此生物质的生命周期是一个封闭的碳循环。从而更好地维持自然的碳循环,减少对石化资源的依赖。

“一切皆可造”的技术有多厉害?带你探秘合成生物学

图源:pixabay

  在生产环节,生物发酵的环境比化工生产中常见的高温高压环境更温和,在能耗上也更具优势。而在产物提取过程中,生物制造更多采用环境友好型的提取和纯化法,替代传统化学合成的高污染、高腐蚀性的有机溶剂。

  除却自身的绿色优势外,合成生物的应用极为广泛,农业、食品、服装、能源化工燃料、化妆品、环境保护和生物医药甚至军事等领域,合成生物都可以涉及。比如对植物基因定向设计,可以改变原有合成代谢通路,提高理想产物的产量,还可以通过植物微生物组工程从而减少肥料使用,做到绿色农业

“一切皆可造”的技术有多厉害?带你探秘合成生物学

图源:pixabay

  如今,合成生物头部企业通过设计构建生产抗疟药物青蒿素的人工酵母细胞,成功使得100立方米工业发酵罐替代了5万亩农业种植的产能,大大降低了成本,提高产量。有生物纺织品制造公司利用通过将转基因酵母,水和糖组合在一起,通过发酵转化成生丝,并用这些人工合成蜘蛛丝制成织物成功销售。

  在合成生物学发展的同时,也面临不容忽视的问题。合成生物学的“造物”特征挑战了人们对于生命的传统价值观念,其“生物设计”环节易引发伦理和安全争议。不可否认,合成生物学未来可期,但健康的行业生态,仍需要各方努力构建。

  审核:张宁 策划:李政葳 撰文:李飞 编辑:穆子叶

  参考|科技日报、中国青年报、新华网、新浪财经、健康界、经纬创投

“一切皆可造”的技术有多厉害?带你探秘合成生物学

更多信息欢迎关注光明网数字化频道

[ 责编:雷渺鑫 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 大陆海事部门在台湾海峡西侧水域开展联合巡航

  • 陕西清涧寨沟遗址

独家策划

推荐阅读
2024年3月23日,由中国服装设计师协会主办的2024秋冬中国国际时装周在北京开幕。
2024-03-26 21:07
3月17日,原创独立设计师品牌SHANG1 BY SHANGYI 2024秋冬系列时装发布会在北京举行。
2024-03-18 16:39
2024年2月28日,新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州博湖县境内的博斯腾湖出现推冰景观。
2024-02-29 18:59
云南省曲靖市罗平县马街镇钻天坡,盛开的油菜花梯田在初升太阳映照下,勾勒出一幅田园春景图
2024-02-23 10:59
美丽的三亚湾
2024-01-20 17:42
2024年1月12日,江西省吉安市吉州区庐陵文化生态园层林尽染,色彩斑斓,市民徜徉其间,尽享生态之乐。
2024-01-13 19:43
2023年12月26日,在云南省红河哈尼族彝族自治州元阳县新街镇黄草岭村附近,游客在冬樱花与梯田边游览。
2023-12-26 15:39
2023年12月12日,新疆哈密市巴里坤县第十九届冰雪文化旅游节采冰仪式在高家湖二渠水库进行。仪式主要展示了"头冰"的开采上岸过程。开幕式上还举行迎风旗、祈福词、喝出征酒等仪式。
2023-12-13 16:08
2023年12月13日,河北省正定古城迎来降雪,古城内外银装素裹,犹如一幅淡雅的水墨画,美如画卷。
2023-12-13 15:59
2023年11月28日,贵州省六盘水市明湖国家湿地公园层林尽染,景色迷人。
2023-11-29 15:42
2023年11月28日,江西吉安长塘镇中心小学,老师指导学生剪纸。
2023-11-29 15:42
三角梅原产于巴西,现主要分布在中国、秘鲁、阿根廷、日本、赞比亚等国家和地区。其中,以海南三角梅最为出名。
2023-11-29 11:13
2023年11月23日清晨,朝霞初现,三峡库区湖北省宜昌市秭归县沿江公路G348国道的绝壁岩体上,工人们正在铺设防护网,以防止岩崩和落石。
2023-11-24 15:15
2023年11月23日,黑龙江哈尔滨,哈尔滨站工作人员正在清理站台积雪。
2023-11-23 16:02
2023年11月21日,甘肃敦煌,首趟"敦煌号"铁海联运国际货运班列装载1000吨石棉驶出,经天津港通过铁海联运发往泰国曼谷。
2023-11-21 16:55
2023年11月21日,江苏省如皋市龙游河生态公园,色彩斑斓的树木与一河碧水相应成趣。
2023-11-21 16:55
江西省赣州市定南县历市镇,一座座风力发电机矗立在延绵群山上,与蓝天白云、绿树青山相辉映,极目远望、蔚为壮观。
2023-11-16 15:56
2023年11月13日,国内首座港口商品车智能立体车库在山东港口烟台港建成并投入试运行。该车库占地13000平方米,可容纳商品车3000余辆,较平面堆存能力提升3倍以上,可完成智能理货、智能调度、智能转运。
2023-11-14 15:37
日前,姚庄镇沉香村生态农场近千亩橘子园已硕果累累。近年来,当地依托自然优势,以柑橘产业、乡村景观资源、亲子旅游市场为基础,与横向的艺术产业、旅游产业相融合,在农民增收、乡风涵养等方面均取得了显著成效,探索出了一条具有本土特色的共富新路径。
2023-11-13 16:43
2023年11月7日,江西省高安市一家机械有限公司员工在生产车间赶制工业接头等产品。该公司2022年被工信部列为第三批专精特新重点小巨人企业,其研发的新型无滴漏干式软管接头组件填补了国内空白,达到国际先进水平。
2023-11-09 15:54
加载更多