美國合成生物學主要講什么內容?合成生物學可以改變病毒、細菌、酵母、植物或動物的遺傳物質，賦予它們有用的新特性。例如，整合蜘蛛 DNA 可使蠶生產出超強、超輕的絲。

這項技術可以幫助應對醫學、農業、制造業和環境等領域的挑戰。本期 "科技聚焦 "介紹了合成生物學的一些優勢和面臨的挑戰。例如，合成生物學可以用來設計活細胞，從體內治療疾病，但也可以用來制造生物武器。

一、為何這很重要

合成生物學可以修改或創建生物體，以應對醫學、農業、制造業和環境等領域的挑戰。這項技術已經在商業產品中得到應用，生物技術和計算方面的最新進展擴大了其潛在的益處。但它也可能引發安全、國家安全和倫理方面的擔憂。

二、技術是什么

什么是合成生物學?合成生物學是一門涉及工程化生物體(如病毒、細菌、酵母、植物或動物)的基因物質，賦予其新特性的多學科生物技術領域。它有潛力在作物、藥物、材料強度和更高效的工業過程方面引入有益的變化。科學家們還在探討使用合成生物學來解決環境挑戰，通過工程化生物體利用二氧化碳，生產用于車輛的生物燃料，并將甲烷轉化為可生物降解的塑料。

三、它是如何工作的?

合成生物學將工程原理與現有的生物技術技巧相結合，如DNA測序和基因組編輯，以修改或創建新的生物體。科學家們使用DNA測序來讀取存儲在DNA中的生物信息。隨著這項技術變得更加準確、更快和更便宜，科學家們正在建立DNA序列數據庫，以幫助他們識別特定DNA片段的生物功能。在這方面取得的進展，以及人工智能等計算工具的進步，支持快速和迭代的設計和測試周期，以替代耗時的實驗。例如，合成生物學家可以使用機器學習更好地預測他們對生物體所做改變的效果。

一旦獲得關于DNA功能的信息，合成生物學家可以使用基因組編輯工具(如CRISPR)在生物體內編輯或創建所需的基因物質。與較早的方法(如通過多代選擇性繁殖)相比，科學家們可以更迅速地進行這些基因變化。此外，合成生物學家能夠重新調整生物體，使其具有它們在自然界中目前不具備的用途。例如，科學家正在工程化蠶蛹，使其產生蜘蛛絲而不是傳統的絲綢。

四、它有多成熟?

根據市場研究，合成生物學市場從2021年的約100億美元可能增長到2030年的370億至1000億美元。2019年，科學家們首次創建了一個完全由人造DNA組成的活體生物體，這是一個重要的里程碑。2021年，科學家們創建了能夠實現“活體治療”的合成生物體，其中工程化的人類或微生物細胞在患者體內直接治療或治愈疾病，然后在預定時間內降解。

跨多個行業的研究人員已經利用合成生物學創造和商業化產品。例如，該技術目前用于工程化可用于可持續面料的蛋白質。此外，在一些市場上，通過使用工程細胞生產的奶酪、細胞培養肉和植物基肉類替代品也已經上市。在醫學領域，研究人員已經工程化人類免疫細胞，使其能夠識別并殺死癌細胞。合成生物學還幫助實現了基于SARS-CoV-2基因組序列的一些COVID-19疫苗的快速設計和生產。

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