从DNA合成技术角度阐述合成生物学

合成生物学是一个拥有巨大潜力的新兴学科,合成生物学技术的发展将会对未来生物、医药、农业、能源、材料和环保等方面产生巨大的推进作用。基因合成是合成生物学中最基本和使用最多的一种技术手段,合成生物学的快速发展对基因合成能力提出了空前需求。综述基因合成技术的发展历史、现状和未来趋势,探讨基因合成技术存合成生物学以及整个生命科学研究中的应用和重要意义。     

基因合成技术研究进展

基因合成是生物学中一项最基本的、最常用的技术.对DNA调控元件、基因、途径乃至整个基因组的合成是验证生物学假设和利用生物学为人类服务的有力工具.合成生物学的快速发展对基因合成能力提出了日益迫切的需求.近年来,基于微芯片基因合成技术取得了很多令人振奋的新进展,正在向着高通量、高保真、自动化的方向发展.文中综述了DNA化学合成和基因组装及相关技术的最新研究进展和发展趋势,这些新技术正在推动着合成生物学向着更高的水平发展.     

合成生物学

近年来用化学合成的手段合成生物物质的研究进展很快。有感染活力的小儿麻痹症病毒RNA与φX-174噬菌体基因先后合成成功。估计2006年可能会有能合成1百万bp DNA的仪器问世。此外,目前已能向蛋白质中引入80种非常见氨基酸,从而使蛋白质获得新的性质。化学合成的进展使合成与改造生命成为现实,这对研究生物学基本规律有很大的意义,但这也是一把“双刃剑”,带来伦理与反恐的问题及对可能的潜在威胁的担忧。2004年6月在美国麻省理工学院举行了第一届合成生物学国际会议。2005年8月在美国旧金山举行的合成生物学会议,讨论了生物合成这个领域对药物发展、细胞重编程、生物机器人等方面的潜在意义。     

寡核苷酸合成的一种优化方法

为提高寡核苷酸的合成效率,结合本实验室研制出的探针并行合成装置,提出了一种寡核苷酸合成的优化方法,可有效减少合成的循环次数,同时使合成成本降低、合成时间缩短,合成效率大大提高。     

DNA合成技术及应用

DNA从头合成技术是指以寡核苷酸链为起始的合成DNA片段的技术,其不断进步是合成生物学快速发展的基石之一。常规使用的连接介导的DNA合成技术和PCR介导的DNA合成技术日益成熟,精确合成长度已经达到0．5—1kb。微阵列介导的DNA合成技术不断发展,其低成本、高通量的特点吸引了人们的注意;而酵母体内DNA合成技术的成功探索也为体外DNA合成提供了一种补偿方法。DNA合成在优化密码子用于异源表达、构建异源代谢途径、合成人工基因组以及合成减毒病毒用于疫苗研制等方面有广泛应用。综述了DNA从头合成技术的研究进展,并介绍了DNA合成的前沿应用。     

组合生物学技术合成他克莫司类似物的研究进展

近年来组合生物学技术在开发抗生素类似物的研究中发挥着越来越重要的作用,在他克莫司类似物的组合生物合成中,通过应用外源合成前体取代烯丙基丙二酸单酰基和4,5-二羟基-1-烯-环己甲酸,以及应用模块化合成元件取代AM合成元件和改造后修饰合成元件,已经生产出11个他克莫司类似物,这些研究拓宽了人们对标准化合成前体和模块化合成元件的认识,为通过组合生物合成手段进行抗生素的更新换代提供指导。     

合成生物学研究进展与应用

合成生物学作为一门新兴的综合交叉学科,将工程学的设计思想和原理应用到生物学的研究当中。在短短的十年间,合成生物学已经取得了一系列重要的进展。这些成果不仅有助于人们对生命本身的理解和认识,同时也为人类解决诸如能源、环境、医疗、药物生产等问题提供了极大的帮助。本文从合成生物学领域几个成功的研究实例出发,综述合成生物学已经取得的重大成就及其实际应用,并展望合成生物学将给人类社会带来的巨大变化。     

电子束辐射对大妻种胚核酸合成活性的损伤效应

电子束辐射损伤大麦种胚核酸合成能力的效应主要表现在使ＤＮＡ复制合成启动推迟,使ＤＮＡ复制、ＲＮＡ合成活性下降,吸涨过程中大麦种胚的ＤＮＡ复动过程。２００与４００Ｇｙ电子束辐射分别使ＤＮＡ复制合成活性的抑制作用强于对ＲＮＡ合成活性的抑制。在５０－５００Ｇｙ范围内,大麦种胚ＤＮＡ复制、ＲＮＡ合成活性均随辐射剂量呈指数下降,其半对数斜率分别为－０．００３９与－０．００１４。根据实验计算,电子束辐射对ＤＮ     

酿酒酵母染色体设计与合成研究进展

随着合成生物学的蓬勃发展,基因组学的研究正在由读取基因组信息拓展到以编写基因组信息为主的合成基因组学时代。2009年,由Jef D. Boeke教授提出的人工合成酵母基因组计划(Sc2.0)旨在合成世界上首个真核生物基因组。在美、中、英、法、澳大利亚、新加坡等多国科学家的努力下,目前已经完成1/3的酵母染色体的人工合成。本文从合成基因组学领域的发展历程出发,介绍了Sc2.0计划中酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)染色体设计与合成的最新进展,包括酿酒酵母9号染色体右臂、3号染色体、2号染色体、5号染色体、6号染色体、10号染色体和12号染色体的设计与合成过程,阐述了其各自的合成策略以及生物学意义,以期为合成基因组学的深入开展提供借鉴与参考。     

工业生物技术中DNA合成发展现状及展望

DNA合成是生命科学领域的共性支撑技术和合成生物学的关键使能技术。以合成生物学为基础的工业生物技术持续快速发展,迫切需要更加便捷、经济、安全的DNA来源以满足其日益增长的大规模DNA合成需求。工业化DNA合成在通量、成本、速度等方面的优势日益凸显,有力推动了工业生物技术研发效率的提升和研发成本的下降。但是现有技术在生产过程中还存在着使用大量有机试剂、资源浪费等问题。随着DNA合成规模的持续快速提升,有毒化学品危害、成本负担、环境负担等问题日益突出。本文结合我们的工作实践,对工业生物技术中DNA合成需求、合成策略以及可持续发展面临的问题和解决方案研究进展进行探讨。     

高取代度CMS合成新工艺研究

研究以玉米淀粉为原料,用溶煤法合成CMS(2%水溶液,DS≥0.90,η≥120.0mpa.s)的新工艺;讨论了影响其合成的几种因素,确定了最佳技术参数和工艺条件,经工业性试验,证明本法切实可行。     

DNA的化学合成

科学的进步是理论和技术协同发展的历史,理论的发展促进了技术的进步,技术的改进又为理论的新发展开阔了眼界。在DNA的研究中,新的方法和技术层出不穷,其中有四个瞩目的重要进步,即DNA的X-射线衍射分析、DNA工具酶的发现、DNA的序列分析和DNA的化学合成。1977年,美国科学家Itakura首次用化学方法合成了14肽的生长激素释放抑制素(somatostatin)基因,并在大肠杆菌中获得表达,     

合成功能菌群的构建及其工程化应用

自然界中存在着大量的天然微生物群落,不同种群的微生物通过通信及分工拓展了单菌的性能边界,降低了整体的代谢负担并增加了对环境的适应性。合成生物学依据工程设计原理构建或改造基本功能元件、基因线路和底盘细胞,从而对生命的运行过程进行具有目的性的重新编程,获得丰富及可控的生物学功能。将这种工程设计的原理引入菌群,获得结构明确及功能可调的合成群落,可以为合成功能菌群的理论研究到应用提供思路及方法。本文回顾了近年来合成功能菌群领域的相关工作,对合成功能菌群的设计原则、构建方法以及应用进行详细介绍,并对未来的发展进行了展望。     

脑内部分蛋白质合成新观点

脑内部分蛋白质合成新观点提岸（辽宁新民市工商银行，１１０３００）笔者首次提出了脑内部分蛋白质受体外因素制约控制合成新观点，认为个体从胎儿发育的某一阶段开始，到出生后的婴儿、幼儿、少年、青年和中年的脑内部分蛋白质合成受周围生活人的脑内物质结构控制，控制...     

甘氨酸合成工艺

介绍了一种新的甘氨酸合成方法。与国内现行工艺相比,产品收率从７０％提高８２％,并对各影响因素作了讨论,通过对反应的研究,证明这是一种收率高、成本低、三废少、有工业化价值的方法。