Nature特刊：合成生物学的十年

qwerzxcv2011

Nature特刊：合成生物学的十年

自2000年首次亮相以来，合成生物学研究已经走过了十多个年头，经过这些年的发展，这门学科已经成为了包含复杂生物系统，构建工程设计的一个充满活力的研究学科。本期（5月8日）Nature期刊推出了合成生物学的特刊，报道了这一学科发表在Nature，Nature Methods，以及Nature Reviews Microbiology上的最新进展，综述和评论性文章。
首先同期Nature上就公布了合成生物学的一项重要成果：研究人员发现了一例能稳定地包含“非自然”人造碱基DNA的半合成生物，其遗传基因中包括人工碱基对，生物体能稳定复制这些内容。
研究人员在一个拥有非天然碱基转运蛋白的大肠杆菌细胞中，描述了这对非天然碱基可以在不明显影响细胞生长的情况下，融合到一个正在复制的质粒中。其完成了质粒DNA的复制并且不会被DNA修复机制识别为异常。由此，该项研究提供了证据：一个生物体可以稳定地使用扩展了的遗传信息进行复制。
除了以上这一内容外，这一特刊还包含了其它多项研究成果，综述和评论性文章，如下：
Interactive assembly algorithms for molecular cloning
这篇发表在Nature Methods上的文章主要介绍了分子克隆的一种新算法，主要针对是手工组装过程太复杂，而且容易出错，扩展性不好的问题。
Rapid and tunable post-translational coupling of genetic circuits
合成生物学中一个主要挑战是，在一个吵杂的、高度互联的细胞环境中将各单一调控模块集成到更大回路中。Jeff Hasty及同事试图通过调用一个主体-细胞蛋白降解系统来同步基因回路的办法解决这一问题，获得的延迟时间比基于转录的耦合所实现的延迟时间短得多。然后，他们应用这一“转录后”工程方案来同步细胞时钟，使细菌群落能够在“频率多分复用”中对独立的环境提示进行回应。
Engineering synergy in biotechnology
生物技术是未来发展能源，化学物质和材料的一个可持续新希望，这篇文章基于近期的一项共同讨论，概况了这一研究领域的发展，指出了代谢工程和合成生物学相关之间不同，但又互补的技术方法。
此外还有来自美国佐治亚理工学院的科学家研制出一种新型低温燃料电池，在催化剂帮助下通过激活太阳能或热能，可以将生物质直接转化为电能。研究人员开发的这种新方法可以在室温下处理生物质，并且生物质的类型不受限制。这是一种非常通用的方法，可以利用各种生物质和有机废弃物发电，而且不需要对原料进行纯化。
除了研究成果，Nature特刊中一篇评论性文章也探讨了合成生物学渴望专利，和支持所有内容免费开放的这一两个方面的争论，同时也分析了合成生物学的现状，推测不远的将来会有哪些惊人的进展。