“合成生物學是21世紀初新興的生物學研究領(lǐng)域，是在闡明并模擬生物合成的基本規(guī)律之上，達到人工設計并構(gòu)建新的、具有特定生理功能的生物系統(tǒng)，從而建立藥物、功能材料或能源替代品等的生物制造途徑，我國必須重視和加強這一領(lǐng)域的研究與開發(fā)。”近日，在以“合成生物學基礎前沿問題”為主題的第144期東方科技論壇上，來自全國各地60多位兩院院士和專家學者發(fā)出呼吁。

大會執(zhí)行主席鄧子新院士認為：“在合成生物學在全世界蓬勃發(fā)展的歷史性機遇面前，探討在我國開展合成生物學的研究對象與最佳切入點，發(fā)展和建立合成生物學新理論、新方法及相應的技術(shù)支撐體系，這對提升我國現(xiàn)代化生物技術(shù)水平、搶占合成生物學研究制高點有極大的意義?！迸c會專家結(jié)合國際合成生物學發(fā)展動態(tài)及我國相關(guān)領(lǐng)域的研究基礎，探討我國開展合成生物學的可行性、現(xiàn)階段的主要目標和任務，就合成生物學中核心元件（如基因線路、酶、代謝途徑等）的標準化以及合理組裝方式，建立具有可預測性和調(diào)控性的代謝途徑，構(gòu)建具有特定功能的新生物體等進行了深入研討。

自2000年《自然》（Nature）雜志報道了人工合成基因線路研究成果以來，合成生物學研究在全世界范圍引起了廣泛的關(guān)注與重視，被公認為在醫(yī)學、制藥、化工、能源、材料、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有廣闊的應用前景。國際上的合成生物學研究發(fā)展飛速，在短短幾年內(nèi)就已經(jīng)設計了多種基因控制模塊，包括開關(guān)、脈沖發(fā)生器、振蕩器等，可以有效調(diào)節(jié)基因表達、蛋白質(zhì)功能、細胞代謝或細胞間相互作用。 2003年在美國麻省理工學院成立了標準生物部件登記處，目前已經(jīng)收集了大約3200個BioBrick標準化生物學部件，供全世界科學家索取，以便在現(xiàn)有部件的基礎上組裝具有更復雜功能的生物系統(tǒng)。

大會執(zhí)行主席楊勝利院士在報告中指出，2006年以來，合成生物學發(fā)展又進入了新階段，研究主流從單一生物部件的設計，快速發(fā)展到對多種基本部件和模塊進行整合。通過設計多部件之間的協(xié)調(diào)運作建立復雜的系統(tǒng)，并對代謝網(wǎng)絡流量進行精細調(diào)控，從而構(gòu)建人工細胞行為來實現(xiàn)藥物、功能材料與能源替代品的大規(guī)模生產(chǎn)。

2008年，美國Smith等人報道了世界上第一個完全由人工化學合成、組裝的細菌基因組。今年8月份，他們又成功地將該基因組轉(zhuǎn)入到Mycoplasma genitalium宿主細胞中，獲得了具有生存能力的新菌株。該研究使人工合成生命這一合成生物學終極目標取得了歷史性突破，為創(chuàng)造可用于生產(chǎn)藥物、生物燃料、清理毒性廢物等方面的人工基因組奠定了基礎。

“與國際上合成生物學的飛速發(fā)展相比，我國在此領(lǐng)域的研究還處于起步階段。在國際上有影響的相關(guān)重大成果仍不多見。但是，我國在合成生物學所需的相關(guān)支撐技術(shù)研究方面并不落后于國際主流水平，如大規(guī)模測序、代謝工程技術(shù)、微生物學、酶學、生物信息學等方面均有良好的基礎?！睏顒倮J為，“如何對現(xiàn)有研究力量進行整合，充分發(fā)揮在相關(guān)領(lǐng)域已有的良好研究基礎，從醫(yī)藥、能源和環(huán)境等產(chǎn)業(yè)重大產(chǎn)品入手，抓住合成生物學的核心科學問題，創(chuàng)建可控合成、功能導向的新代謝網(wǎng)絡和新生物體，引領(lǐng)我國合成生物學的原創(chuàng)研究和自主創(chuàng)新，是目前亟待解決的問題?！?/p>

大會執(zhí)行主席趙國屏院士在以《合成生物學——從科學內(nèi)涵到工程實踐》為題的報告中提出，合成生物學是繼系統(tǒng)生物學之后，生物學研究思想在從“分析”趨于“綜合”、從“局部”走向“整體”的認識基礎上，上升至復雜生命體系“合成、構(gòu)建”的更高層次；也是繼以“原位改造與優(yōu)化”為目的的基因工程技術(shù)和以“數(shù)據(jù)獲取與分析”為基礎的基因組技術(shù)之后，生物技術(shù)上升至以工程化“模型設計與模塊制造”為導向的更高臺階。

“利用合成生物學實現(xiàn)‘人造生命’，是通過學科交叉，進一步發(fā)展系統(tǒng)生物學的一次科學思維革命，將為生物學基礎研究提供嶄新的思想武器?！壁w國屏反復強調(diào)這樣的觀點，利用合成生物學方法和理論，對生命過程或生物體進行有目標的設計、改造乃至重新合成，創(chuàng)造解決生物醫(yī)藥、環(huán)境能源、生物材料等問題的微生物、細胞和蛋白（酶）等新“生命”，可能帶來新一輪技術(shù)革命的浪潮，對于解決與國計民生相關(guān)的重大生物技術(shù)問題有著長遠的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實的策略意義?！八兄谌祟悜獙ι鐣l(fā)展中面臨的嚴峻挑戰(zhàn)，從而從根本上改變經(jīng)濟發(fā)展模式，在帶來巨大社會財富的同時，促進社會的穩(wěn)定、和諧發(fā)展?！壁w國屏說。

中國科學院微生物所研究員馬延和、清華大學教授林章凜、南開大學教授王磊、山東大學教授祁慶生和復旦大學/西藏大學教授鐘揚等專家建議，針對我國在能源、環(huán)境、健康等方面的需求與挑戰(zhàn)，要聚焦若干重要的生物學體系，實施面向生物醫(yī)藥、生物能源和生物基產(chǎn)品等重要生物產(chǎn)品的合成生物學理論與技術(shù)的基礎研究，設計并合成相關(guān)的細胞工廠和分子機器?！霸诰唧w實施中，一方面要建立合成生物學工程技術(shù)平臺和研究實驗體系，實現(xiàn)關(guān)鍵工程科學問題的重大突破，另一方面要揭示細胞工廠和分子機器的運行機理和構(gòu)造原理，實現(xiàn)優(yōu)化設計，提高元件、網(wǎng)絡的合成能力和調(diào)控能力，盡早拿出實在的成果來。”趙國屏強調(diào)。

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