合成生物学研究的进展 被引量：15

1

作者 张春霆 《中国科学基金》 CSCD 北大核心 2009年第2期65-69,共5页

本文简要介绍了合成生物学发展的历史背景与定义,它的主要研究内容,包括基因线路、合成基因组、合成药物与生物基产品或材料等。探讨了合成生物学与基因工程的异同,介绍了合成生物学在中国的发展情况,讨论了伦理道德与安全问题,最后展... 本文简要介绍了合成生物学发展的历史背景与定义,它的主要研究内容,包括基因线路、合成基因组、合成药物与生物基产品或材料等。探讨了合成生物学与基因工程的异同,介绍了合成生物学在中国的发展情况,讨论了伦理道德与安全问题,最后展望了合成生物学的发展前景。 展开更多

关键词 合成生物学 基因线路 合成基因组 合成药物 合成生物基产品或材料 合成DNA序列

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人工基因组合成与重排研究进展 被引量：6

2

作者 柴梦哲 贾斌 +1 位作者 李炳志 元英进 《生命科学》 CSCD 北大核心 2019年第4期364-371,共8页

合成基因组学标志着生命科学的研究从读取自然生命信息发展到写出人工生命信息阶段,颠覆了现有生命科学研究的范式。酵母基因组合成计划是合成基因组学研究的代表性工作,在合成型酿酒酵母基因组上开展的基因组重排研究可以揭示不同层次... 合成基因组学标志着生命科学的研究从读取自然生命信息发展到写出人工生命信息阶段,颠覆了现有生命科学研究的范式。酵母基因组合成计划是合成基因组学研究的代表性工作,在合成型酿酒酵母基因组上开展的基因组重排研究可以揭示不同层次基因组序列与功能的关系。人工真核染色体的快速精准构建以及基因组重排近期取得一系列成果,高效提升了细胞工厂的生产效率,加速了微生物的进化和生物学知识的发现。现通过综述国内外研究现状及发展趋势,探讨合成基因组与基因重排在生命DNA设计及功能发现中的发展前景。 展开更多

关键词 合成生物学 合成基因组 SCRAMBLE 酿酒酵母

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合成生物学的前景及面临的挑战 被引量：1

3

作者 陈龙 常云霞 陈璨 《生物学教学》 2012年第4期7-9,共3页

合成生物学是研究与制造新的生物元件、装置和系统,重新生成已有的自然生物系统或新的＂人造生命＂的学科。它对生命起源和生物进化的研究有重要意义,并已在医药、能源、环保和农业等领域显现出广阔的应用前景,有望带来21世纪新一轮科... 合成生物学是研究与制造新的生物元件、装置和系统,重新生成已有的自然生物系统或新的＂人造生命＂的学科。它对生命起源和生物进化的研究有重要意义,并已在医药、能源、环保和农业等领域显现出广阔的应用前景,有望带来21世纪新一轮科技浪潮。同时,合成生物学的发展也面临着技术及社会伦理方面的挑战。 展开更多

关键词 合成生物学 合成基因组 生物安全

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噬菌体合成生物学研究进展和应用 被引量：9

4

作者 袁盛建 马迎飞 《合成生物学》 2020年第6期635-655,共21页

噬菌体是地球上多样性最高和最丰富的生物体,也是合成生物学研究中重要的模式生物。噬菌体基因组相对较小,结构简单,是研究基本生命过程最简单的生物系统。通过对噬菌体基因组进行编辑,乃至重新设计、合成噬菌体基因组,获得具有新的功... 噬菌体是地球上多样性最高和最丰富的生物体,也是合成生物学研究中重要的模式生物。噬菌体基因组相对较小,结构简单,是研究基本生命过程最简单的生物系统。通过对噬菌体基因组进行编辑,乃至重新设计、合成噬菌体基因组,获得具有新的功能的噬菌体,是当前噬菌体合成生物学研究的重要内容。本文综述了当前合成生物学在解决天然噬菌体的基础研究和应用研究中的主要进展,如通过人工改造的噬菌体已成功用于提高噬菌体的侵染效率,调节噬菌体宿主范围,降低噬菌体毒性和免疫原性,提高给药后噬菌体存活周期,提高噬菌体对生物膜的降解等;此外,噬菌体展示、噬菌体辅助的持续进化和噬菌体介导的DNA转导等也成为合成生物学研究中强大的工具。总之,合成生物学的发展将为模块化设计噬菌体作为多功能生物制剂、控制多重耐药细菌、病原体检测、药物开发、菌群的调控、药物递送,甚至噬菌体纳米材料等铺平道路。 展开更多

关键词 噬菌体 合成生物学 人工合成基因组 噬菌体展示 诊断 噬菌体治疗

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酿酒酵母染色体设计与合成研究进展 被引量：7

5

作者 徐赫鸣 谢泽雄 +3 位作者 刘夺 吴毅 李炳志 元英进 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期865-876,共12页

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、... 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。 展开更多

关键词 合成基因组学 合成酵母基因组计划(Sc2.0) 合成型酵母染色体

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合成生物学展望 被引量：6

6

作者 贾斌 李炳志 元英进 《中国科学：化学》 CSCD 北大核心 2014年第9期1455-1460,共6页

近年来,合成生物学快速发展成为一个新兴交叉学科领域,研究重点逐渐由基因线路、简单元件和模块的设计构建转向设计与构建复杂的人工生物系统.本文阐述了合成生物学与化学工程学科的内在联系,并从基因组的人工设计合成与编辑、人工细胞... 近年来,合成生物学快速发展成为一个新兴交叉学科领域,研究重点逐渐由基因线路、简单元件和模块的设计构建转向设计与构建复杂的人工生物系统.本文阐述了合成生物学与化学工程学科的内在联系,并从基因组的人工设计合成与编辑、人工细胞的设计合成、人工合成多细胞体系及其应用等方面展望了未来合成生物学的发展趋势. 展开更多

关键词 合成生物学 化学工程 基因组编辑 人工合成基因组 人工合成细胞 人工多细胞体系

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基因组的“读-改-写”技术 被引量：5

7

作者 王会 戴俊彪 罗周卿 《合成生物学》 2020年第5期503-515,共13页

基因组是生命系统的指令中枢,对基因组的研究是生命科学的核心内容,基因组研究相关技术的开发是深化对基因组序列和功能认识的重要推动力量。通过基因组测序获取基因组全序列,通过人工诱变、定点编辑研究基因组局部序列的功能与调控,通... 基因组是生命系统的指令中枢,对基因组的研究是生命科学的核心内容,基因组研究相关技术的开发是深化对基因组序列和功能认识的重要推动力量。通过基因组测序获取基因组全序列,通过人工诱变、定点编辑研究基因组局部序列的功能与调控,通过对基因组的从头设计与化学再造实现对生命性状的定制,是基因组研究的三个不同层面。从一代测序到三代测序,基因组“读”技术极大地降低了成本和难度,提升了速度和精准度,引领着复杂基因组、大型基因组从草图走向完成图时代。通过人工诱变、定点编辑等技术可以改变野生型基因组的局部序列,研究基因组序列的功能与调控。从人工诱变到定点编辑,从ZFN到CRISPR,基因组“改”技术在效率、适用对象和简便性上有了显著的提高,为“基因型-表型”研究提供了有力工具,精准编辑、高通量编辑逐步走向应用。通过对基因组的从头设计与化学再造,书写人工基因组,可以获得对基因组全局的系统认识,实现对生命性状的定制。从病毒基因组合成、细菌基因组合成到酵母基因组合成,再到国际基因组写计划,基因组“写”技术在适用对象上不断拓展,人工设计、化学再造正成为复杂生物学问题研究和已有性状优化、新性状引入的一把利器。本文主要综述了基因组测序(读)、基因组编辑(改)和基因组合成(写)技术的发展历程、各自的特征、目前的研究进展及在基因组研究方面的一些应用,并对近期相关技术的可能突破点进行了总结和展望。“读-改-写”技术互为支撑,推动基因组研究在致知和致用领域两面开花。 展开更多

关键词 合成生物学 功能基因组 基因组测序 基因组编辑 合成基因组学

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酿酒酵母全基因组学及其应用研究进展 被引量：5

8

作者 陈碧燕 文李 《食品与机械》 北大核心 2020年第11期223-227,232,共6页

文章综述了近年来对酿酒酵母在功能基因组学、比较基因组学、合成基因组学等方面的重大研究进展,并对其继续深入研究的方向及应用开发的前景进行了展望。

关键词 酿酒酵母 基因测序 功能基因组学 比较基因组学 合成基因组学

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基因组设计与合成:从复写到理性设计 被引量：2

9

作者 汪君仪 武晓乐 +1 位作者 曹月阳 李炳志 《合成生物学》 CSCD 2021年第2期247-255,共9页

基因组合成相关技术的进步推动人工基因组合成能力不断取得突破,合成基因组学成为了近年来的研究热点,逐步完成了病毒、原核生物基因组的全合成,真核生物基因组设计合成也取得了阶段性突破。在基因组合成的研究过程中,基因组设计的原则... 基因组合成相关技术的进步推动人工基因组合成能力不断取得突破,合成基因组学成为了近年来的研究热点,逐步完成了病毒、原核生物基因组的全合成,真核生物基因组设计合成也取得了阶段性突破。在基因组合成的研究过程中,基因组设计的原则不断拓展,基因组设计的尺度由病毒及噬菌体基因组成功复写发展到蕈状支原体JCVI-syn3.0基因组大幅度简化,在真核生物酿酒酵母基因组合成中探索多种基因组设计原则。本文主要综述了人工基因组设计的相关进展,主要内容包括:(1)人工基因组密码子的改变:外源基因密码子的优化,密码子丰度转变原则的探究,大肠杆菌中密码子的删除;(2)人工标签的添加及应用:利用同义密码子替换在合成型基因组中添加标签以区分合成型与野生型基因组;(3)人工位点的添加:酿酒酵母合成型染色体重组系统的开发,优化及应用;(4)基因组简化方面的研究;(5)对基因组理性设计、基因组简化规律挖掘等进行了展望。 展开更多

关键词 合成基因组学 基因组设计 密码子删除 合成型标签 SCRAMBLE 基因组简化

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哺乳动物合成基因组学研究进展 被引量：1

10

作者 何博 付宗恒 +1 位作者 吴毅 赵广荣 《合成生物学》 CSCD 2022年第1期78-97,共20页

合成基因组学通过设计与合成大片段DNA序列,开展基因组尺度的工程化改造或从头合成,从而揭示基因型和表型的关联,并构建预定功能的生物。正如在大肠杆菌、酿酒酵母等低等模式生物中合成基因组学的实践,对哺乳动物基因组的大片段DNA设计... 合成基因组学通过设计与合成大片段DNA序列,开展基因组尺度的工程化改造或从头合成,从而揭示基因型和表型的关联,并构建预定功能的生物。正如在大肠杆菌、酿酒酵母等低等模式生物中合成基因组学的实践,对哺乳动物基因组的大片段DNA设计再造也必然会加深对更为复杂的动物基因组的理解并加强对基因组的功能重塑。面对生命健康领域存在的重大挑战,设计合成哺乳动物大片段DNA为其提供了新的思路和解决方案,特别是在染色体疾病模型构建、人源化免疫系统等方面展示出独特的应用潜力。然而,目前大片段DNA在哺乳动物细胞中的设计和操纵仍是一个巨大的挑战,面临着高等哺乳动物基因组注释不完善、复杂序列组装困难、穿梭载体通用性差、大片段DNA转移低效等问题。本文围绕设计-组装-转移的技术路线,评述哺乳动物合成基因组学领域的重要研究进展,详细介绍重要的技术突破,并展望哺乳动物合成基因组学在医药健康领域的应用。 展开更多

关键词 合成基因组学 基因组编写 合成型哺乳动物染色体 基因组工程 哺乳动物细胞 大片段DNA操纵技术

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大DNA体内组装技术进展 被引量：2

11

作者 王培霞 马渊 吴毅 《生物加工过程》 CAS 2019年第1期15-22,共8页

DNA组装技术是合成生物学的关键共性技术。目前,小分子DNA组装大多采用体外组装策略,而大分子DNA的组装则更多地借助宿主自身的重组机制在体内完成,常用的宿主包括酿酒酵母、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌等。本文中,笔者综述了近年来体内大分... DNA组装技术是合成生物学的关键共性技术。目前,小分子DNA组装大多采用体外组装策略,而大分子DNA的组装则更多地借助宿主自身的重组机制在体内完成,常用的宿主包括酿酒酵母、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌等。本文中,笔者综述了近年来体内大分子DNA组装的研究进展。 展开更多

关键词 DNA组装 染色体合成 合成基因组学 合成生物学

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合成型酿酒酵母染色体重排技术及应用 被引量：3

12

作者 黄耀庆 刘夺 +3 位作者 贾斌 谢泽雄 李炳志 元英进 《生物产业技术》 2019年第1期62-66,共5页

人工合成酿酒酵母染色体中引入大量lox Psym位点构成的SCRa Mb LE系统,在Cre重组酶的诱导下可以发生删除、反转、移位、复制等基因组重排,实现基因组的快速进化,为染色体结构变异和功能分析提供全新的研究平台。对合成型酵母染色体重排... 人工合成酿酒酵母染色体中引入大量lox Psym位点构成的SCRa Mb LE系统,在Cre重组酶的诱导下可以发生删除、反转、移位、复制等基因组重排,实现基因组的快速进化,为染色体结构变异和功能分析提供全新的研究平台。对合成型酵母染色体重排技术的最新研究和应用进行综述,该技术有望促进酿酒酵母在化学品和医药领域的产业化应用。 展开更多

关键词 酿酒酵母 人工合成基因组 SCRaMbLE系统 染色体结构变异

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合成噬菌体的贡献与风险 被引量：2

13

作者 赵向娜 杨瑞馥 《生命科学》 CSCD 北大核心 2011年第9期917-920,共4页

噬菌体(bacteriophage,phage)是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的细菌病毒的总称。噬菌体在生态、微生物进化、细菌性疾病预防和治疗、细菌鉴定与疾病诊断等方面扮演重要角色。基因组测序技术和高效合成平台促进了合成基因组... 噬菌体(bacteriophage,phage)是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的细菌病毒的总称。噬菌体在生态、微生物进化、细菌性疾病预防和治疗、细菌鉴定与疾病诊断等方面扮演重要角色。基因组测序技术和高效合成平台促进了合成基因组学的发展。利用合成基因组学技术,对噬菌体基因组进行设计或者合成出新的噬菌体来服务人类在不久的未来可能成为现实。但与此同时,合成噬菌体带来的风险也必须认真考虑。 展开更多

关键词 噬菌体 合成基因组学 细菌性疾病

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酵母基因组工程 被引量：1

14

作者 谢泽雄 李炳志 +3 位作者 沈玥 戴俊彪 杨焕明 元英进 《中国科学：生命科学》 CSCD 北大核心 2015年第10期985-992,共8页

酿酒酵母染色体的人工合成突破了真核生物基因组重新设计与合成,将引发基因组工程研究新的高潮.本文以酵母基因组工程为例,对"自上而下"和"自下而上"两种不同策略的基因组工程研究取得的最新进展进行综述,并展望其... 酿酒酵母染色体的人工合成突破了真核生物基因组重新设计与合成,将引发基因组工程研究新的高潮.本文以酵母基因组工程为例,对"自上而下"和"自下而上"两种不同策略的基因组工程研究取得的最新进展进行综述,并展望其发展前景和趋势. 展开更多

关键词 人工合成基因组 合成生物学 酿酒酵母 SCRaMbLE系统

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合成型酵母基因组重排技术 被引量：1

15

作者 张慧 田方方 吴毅 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期13-18,共6页

基因组的结构变异是生物体表型进化的重要驱动力之一。设计与合成酵母基因组为人工基因组结构变异提供了新途径。人工合成酿酒酵母基因组(Sc2.0)通过系统性地引入重排元件,赋予了基因组柔性可变的功能,可诱导产生 DNA 片段的删除、反转... 基因组的结构变异是生物体表型进化的重要驱动力之一。设计与合成酵母基因组为人工基因组结构变异提供了新途径。人工合成酿酒酵母基因组(Sc2.0)通过系统性地引入重排元件,赋予了基因组柔性可变的功能,可诱导产生 DNA 片段的删除、反转、复制、移位等基因组结构变异。合成型酵母基因组重排技术可实现菌株性状的快速进化,并且为研究基因组结构变异与表型变化间的关系提供了一种快速、全新的方法。综述了合成型酵母基因组重排技术的研究热点和技术进展,并展示了其在创新菌种中的应用价值。 展开更多

关键词 基因组重排 基因组结构变异 合成酵母基因组 合成生物学

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HBsAg、cccDNA和pgRNA水平检测在慢性乙型肝炎诊治中的价值 被引量：3

16

作者 李解军 冯煦 常瑞霞 《保健医学研究与实践》 2021年第4期95-98,102,共5页

目的探讨乙型肝炎表面抗原(HBsAg)、共价闭合环状DNA(cccDNA)、合成前基因组RNA(pgRNA)水平检测在慢性乙型肝炎(CHB)诊治中的价值。方法选取2019年1月-2021年4月在郑州市某医院接受治疗的83例CHB患者为研究对象。采用定量聚合酶链式反... 目的探讨乙型肝炎表面抗原(HBsAg)、共价闭合环状DNA(cccDNA)、合成前基因组RNA(pgRNA)水平检测在慢性乙型肝炎(CHB)诊治中的价值。方法选取2019年1月-2021年4月在郑州市某医院接受治疗的83例CHB患者为研究对象。采用定量聚合酶链式反应检测pgRNA水平;采用化学发光法检测血清HBsAg水平;提取肝活检组织中的DNA进行cccDNA检测。比较治疗前不同分期患者pgRNA、HBsAg以及cccDNA水平。分析治疗前患者血清pgRNA与HBsAg、cccDNA的关系。比较患者在治疗前、治疗6个月、12个月时的pgRNA、HBsAg以及cccDNA水平。比较pgRNA、HBsAg以及cccDNA水平在判断CHB患者病情进展情况中的价值,包括敏感度、特异度以及准确度。结果不同分期CHB患者的pgRNA水平比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。Ⅰ期CHB患者pgRNA水平均高于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期患者,Ⅱ期CHB患者pgRNA水平高于Ⅲ、Ⅳ期患者,差异均有统计学意义(P<0.05)。对于所有CHB患者,pgRNA水平与HBsAg、cccDNA水平呈正相关关系(P<0.05);对于Ⅰ、Ⅱ期CHB患者,pgRNA水平与HBsAg、cccDNA水平呈正相关关系(P<0.05)。治疗6、12个月时,患者pgRNA水平均低于治疗前,差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗6、12个月时,患者HBsAg水平均低于治疗前;同时治疗12个月时,患者HBsAg水平低于治疗6个月时,差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗6、12个月时,患者cccDNA水平均低于治疗前;同时治疗12个月时,患者cccDNA水平低于治疗6个月时,差异均有统计学意义(P<0.05)。cccDNA与pgRNA的AUC均较高,可作为判断CHB患者病情进展情况的指标,且pgRNA的预测敏感度、特异度以及准确度均较高。结论对CHB患者进行HBsAg、pgRNA以及cccDNA等指标的检测,可帮助医师准确判断患者病情进展情况,为疗效的评估、临床方案的选择提供可靠依据。 展开更多

关键词 乙型肝炎病毒 血清学标志物 表面抗原 合成前基因组RNA 共价闭合环状DNA

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