合成生物學的一個主要目標是讓生物的改造變得更容易,就像人們通過各種零件組裝出電腦一樣,合成生物學也可以理解為生物學的工程化。合成生物學家希望通過實現核心生物元件(如酶、基因回路、代謝途徑等)的標準化,并將這些標準化的“生物零件”一步步的整合,構造出具有特定功能的系統,乃至于合成出全新的生物個體。

以Syno? 3.0為代表的新一代基因合成技術的出現也為高通量、低成本構建代謝通路或合成小型基因組提供了技術支持。隨著測序技術和基因合成技術的成熟,越來越多的科學家們開始嘗試合成基因環路的重編程和生物體功能改變方向的應用。目前合成生物學已經在生物、醫藥、新物種合成等領域有廣泛的應用。

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  • 2003年,Jay Keasling團隊在大腸桿菌中重構了青蒿酸的生物合成途徑,并實現了此代謝通路的功能驗證,并在接下來的10年中積極進行了宿主選擇與優化和產業化[1]
  • 通過合成代謝途徑的異位重構,一些重要的天然產物已經被成功合成,如萜類、聚酮化合物、非核糖體多肽、生物堿等[2]
  • 2010 年,Venter團隊利用化學合成的絲狀支原體 JCVI-syn1.0 基因組 DNA 替換了原山羊支原體的細胞,并成功實現了自我復制,對“人造生命”具有里程碑的意義[3]
  • 研究思路

    genetic-pathway-research-workflow
    1. 明確基因環路元件
    2. 設計與構架基因環路
    3. 密碼子優化表達水平
    1. 各通路模塊
      構建與組裝
    2. 優選菌株完
      成轉化合成
    1. 代謝產物分離驗
      證與質量分析
    2. 代謝途徑的完善
      與確定
    1. 研究并實現規模化生產
    2. 拓展基因環路應用前景

    服務優勢

    right一站式服務
    完整的Syno? 1.0到Syno? 3.0 DNA合成平臺,提供一站式的合成生物學解決方案

    right密碼子優化
    自主知識產權的NG™ Codon優化軟件,免費優化序列、設計合成方案

    right高效載體構建
    全面的功能元件庫,可高通量完成全部構建和驗證服務,已成功構建長達150 Kb載體

    right專業組裝技術
    自主研發的合成組裝技術,定制高性價比基因合成及拼裝服務,最長可組裝150 kbp的單一DNA

    應用案例

    【應用案例】以CRISPR-Cas9為基礎的合成AND門基因環路用于識別膀胱癌細胞

    參考文獻
    [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.