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【名家大讲坛】洞悉生物科学,探索科技创新 ——蔡耀旻《合成生物学:开启生命科学下半场》

作者:来源: 发布时间:2022年03月25日点击数:

合成生物学,一个熟悉又陌生的概念。21世纪初,工程学思想策略与现代生物学、系统科学及合成科学的融合,形成了标准化表征的生物学部件;在理性设计指导下,重组乃至从头合成新的、具有特定功能的人造生命为目标的“合成生物学”由此形成。3月24日晚7点,文化移通开展线上研讨课,Earlham Institute博后蔡耀旻先生为我们带来《合成生物学:开启生命科学下半场》线上讲座,师生们领略到了合成生物学的魅力和广阔前景。


自然科学是研究自然现象和自然界各种物质形态、结构、性质及其运动和发展的各门学科的总称。合成生物学区别于其他传统生命科学的核心,是其“工程学本质”,主要体现在其“自下而上”的正向工程学“策略”和目标导向的构建“人造生命”这两个方面。然而事实上,很多人并不了解合成生物学具体的研究内容。即使是生物学领域的研究人员,也常常对合成生物学有误解,要么觉得它极其高大上,研究一些遥不可及的东西,要么觉得合成生物学只是“遗传工程”这一概念换了一个马甲。蔡老师用自己的所知所见所想,为我们打开了合成生物学的奇妙之旅。


合成生物学的内涵到底是什么?首先,合成生物学的研究范围非常广泛,包括了诸如合成代谢通路、生物传感器、合成基因线路、生物材料、细胞工厂、无细胞表达系统、合成生命体等。这些研究构成了合成生物学的外延。可以说,大多数合成生物学的定义或解释,都隐含着合成生物学的两个核心:创造和工程化。

生活中,合成生物学已经在许多方面与我们息息相关,展现出巨大的潜能。例如,拯救蜜蜂应用中工程化改造蜜蜂肠道共生菌,进而预防蜜蜂畸翅病毒;制造性感植物应用中通过植物生产昆虫信息素;检测水污染应用中搭建生物传感器可检测水体污染物的体外转录系统等。在大多数研究场景下,合成生物学都是面向应用研究的,其以建构的形式,剥离原生背景测试生物功能。生命体作为复杂系统,许多性质并不来源于组分的直接堆叠,而是非线性出现并和整体论互为对照。


对于“生命这一复杂系统的本质是什么”这一生物学问题,合成生物学也能提供全新的角度。合成生物学结合系统生物学正在引起科学研究范式的转变,这些转变也将对未来的生命科学研究人员提出新的要求。讲座结束,通信与信息工程学院的同学们就讲座内容积极发言,此刻,印象里离我们非常遥远的合成生物学近在咫尺。有同学讲到蔡老师的讲解十分有趣,并且对我们的生活也有帮助;有原本就对这研究感兴趣的同学认为蔡老师的讲座给他提供了继续探索的动力;亦有同学通过蔡老师的讲座联想到了生命还原论、生命整体论和量子传送等,大家脑洞大开,受益匪浅。


回归生物学的本质,相信在生物发展越来越被重视的今天,中国的生物科学研究会拥有良好发展前景,科技发展亦会在实现中华民族的伟大复兴中日益扮演重要角色。




(名师课堂办公室:许聪格 彭卢江婷)


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