第一情报 ---生物与医药

合成生物学的发展背景

供稿人:邓桦  供稿时间:2019-6-4   关键字:合成生物学  科技创新  前沿研究  

科技是一个国家先进生产力的直接体现,创新是科技前进的源动力。当今科技正在以“一些重大科学问题的原创性突破开辟新前沿新方向,一些重大颠覆性技术创造新产业新业态”的范式发展。科技创新推动传统意义的信息、生物、新能源等研究领域与智能制造技术的快速融合,使得科技创新链条更加灵巧,技术更新迭代加快,颠覆性的前沿技术正在领航。

在这样大的科技发展环境中,有两种前沿性科技研究引人注目。第一种前沿科技犹如时尚,具有轮回效应。从科技情报视角,情报学的“睡美人”效应具有轮回含义,最典型的例子是爱因斯坦(Albert Einstein)、Boris Podolsky和Nathan Rosen在1935年撰写的一篇量子力学论文,遭受了数十年的冷遇。而量子力学是现今的前沿性研究。生命科学领域中, “人类表型组计划” 2003年首次被美国科学家提出,继而该项研究沉寂10多年,直至2013年《Nature》杂志封面文章《The ’Omes Puzzle》将表型组定义为具有发展潜力的组学研究。随后,随着全球科技发展交叉融合程度加剧、社会经济发展以用户为中心的需求侧供给模式凸显、创新生态系统驱动的时代背景下,“人类表型组”于近年被提至战略高度,因此有些前沿性研究需经历一个时间演进过程,或因外界打破瓶颈和沉睡期而爆发,或以内生发展实现质性突破,成为前沿。

还有一种科技,因其自身颠覆性、有应用市场且能不断创造新的经济增长点等特定属性,可以打破自然的时间演进规律,实现自发稳定发展。被喻为“上帝视角”的合成生物学归属此类科技研究。合成生物学以工程化设计为理念,对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成。该领域不仅是对基本科学原理的创新,更是跨学科、跨领域的集成创新,具备前沿性、颠覆现有工业生产流程等特点,已被美国、英国、新加坡等发达国家列入战略规划布局。我国在“十三五”科技创新战略规划中,已将合成生物技术列为战略性前瞻性重点发展方向。

笔者通过文献和网络调研,发现合成生物学正持续处于被研究和被关注状态。“合成生物学”作为正式学术名词是1980年由德国科学家提出[1]。随着研究推进,2000年《Nature》杂志报道人工合成基因线路研究成果[2],将“合成生物学”研究推至世界范围。随后,美国纽约州立大学制造历史上第一个人工合成病毒;美国著名合成生物学研究机构J. Craig Venter研究所先后合成噬菌体基因组、生殖道支原体全基因组,并创造首例“人造细胞”;霍普金斯大学医学院首次成功合成真核生物——酿酒酵母的部分基因组;波士顿大学和哈佛医学院、马萨诸塞州总医院的研究人员合作构建复杂的基因网络,等等,以上里程碑式的事件诉说着合成生物学的发展历程,并将其推至现今科技领域的焦点位置,这是一个值得追踪的科技热点。

 

参考文献

[1] Hobom B. Gene surgery: on the threshold of synthetic biology[J]. Medizinische Klinik, 1980, 75(24): 834-841.

[2] Gardner T, Cantor C, Collins J. Construction of a genetic toggle switch in Escherichia coli. Nature, 2000, 403(6767): 339-342. 


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