合成生物学助力未来生物医药发展增长 -亚博电竞网

2021年8月，西格列汀仿制药获批，作为中国首个使用生物合成技术药物，这标志了中国正式接受利用合成生物的方法制造、生产医药类的产品。

在医药领域前沿赛道里，合成生物学被频繁提及。合成生物学是在多学科基础上融入工程学思想和策略，将自然界存在的生物元件标准化、去耦合，模块化来设计新的生物系统或改造已有的生物系统。从基本要素开始，建立零部件，最后建立能完成人类意志的“人工生物系统”并通过“人工生物系统“(细胞工厂)，实现合成生物制造。

合成生物学在发现、分离新的天然药物方面有着独特的优势，目前合成生物学技术已广泛应用于提高药物产量、无细胞蛋白合成、发现新药物以及开发新型基因疗法等领域。在合成生物学的标准化以及模块化等诸多过程中，基因组编辑技术起着重要的作用。

基因组编辑技术是一种能够定向修改基因组的强有力工具。基因组编辑技术通过对目标基因进行编辑或修饰，能够定向修改基因组。由于合成生物学对于dna等遗传物质的合成、组装和编辑等操作均有关键需求，因此强大的基因编辑技术也是合成生物行业整体发展的重要前提。

目前，应用最为广泛的基因编辑技术有：锌指蛋白核酸酶（zfn）、类转录激活因子效应物核酸酶（talen）以及crispr/cas9。前两种技术均采用蛋白质—dna的识别模式，分别存在构建难度大和易于脱靶，或是操作繁琐的缺陷。而crispr/cas9系统的出现推动了基因编辑技术的发展，已经成为生命科学最主要的底层技术之一。crispr/cas9系统在切割位点的选择上更为广泛，且操作简便，周期短，成本低，调控方式多样化。

合成生物学常常被比较为奶牛产奶，通过食用低价值的草从而产出高价值的牛奶。而在这个比喻中，底盘细胞就相当于奶牛，各种原料相当于低价值的草。作为合成生物学两大基础之一，底盘细胞是合成生物学的“硬件”基础。

底盘细胞是指为了某些功能需要其基因组或基因通路被改造后的细胞。通过在底盘细胞中置入功能化生物系统模块，使人工细胞能够具备人类所需要的特殊功能。底盘细胞的选择和优化是合成生物学的重中之重。

模式微生物繁殖迅速、遗传背景清晰以及基因操作相对简单，常被用来当做理想的底盘细胞，目前常见的模式微生物有酿酒酵母、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、谷氨酸棒杆菌等。不同的模式微生物具有特定的优缺点，因此被应用于不同产物的生产。而由于这些模式微生物自身代谢特性，更擅长生产其代谢过程涉及的物质，底盘细胞需要结合终产品和底盘细胞代谢特点，进行理性的设计改造。如何找到合适的底盘细胞，又如何加速细胞生产效率，是目前卡住合成生物学从实验室走向商业化的瓶颈。

经过多年的发展，合成生物学已经打通微生物细胞工程构造全流程的底层理论与技术，合成生物学在一步步的向生物制药渗透，且合成生物学相对传统的方式拥有着更大的优势。越来越多的优秀人才加入到这个行业中来，合成生物学或将成为生物制药领域的“兵家必争之地”。当然，目前合成生物学领域还很年轻，这也意味着合成生物学发展潜力巨大，未来，我们相信合成生物学将对医药、食品、能源供应、国家安全和经济发展等方面产生巨大的影响。

为了揭开合成生物学的面纱，抢先一步走在合成生物学的前沿，药融圈联合eppendorf，邀请到北京化工大学教授史硕博、普利制药生物技术研究所所长柴保中以及eppendorf生物工艺部门应用技术专家周先礼三位行业专家，于6月29日，共同打造一场精品讲堂——未来照进现实:当医药圈开始谈论“合成生物学”。期待您的参与，我们一起探讨合成生物学的神奇魔力。