聊聊合成生物学（一）——什么是合成生物学
合成生物学是一个新兴的交叉学科，融合了生物学、工程学、信息学等多个学科，2024年1月被列入国家重点推动的未来产业。合成生物学的目的是设计和构建新的生物部件和系统，或者重新设计已有的天然生物系统，从而能够实现自然界中并不存在的功能。通俗地说，就像小朋友搭乐高一样，把DNA元件当做乐高积木块，组装产生新的功能，甚至新的生命体。
从产业角度来看，合成生物学就是以生物基材料替代化石基材料（石油、煤炭等），以生物技术路线替代传统化工技术路线。想象一下，让细菌自己生产药物，在细胞内直接合成各种材料或能源，让微生物或者植物来降解污染……听起来就很酷炫。
合成生物学的核心策略
合成生物学怎么做到这一切呢？它采取的核心策略称为DBTL——即“设计-构建-测试-学习”的循环。
01 设计（Design）
根据已知的生物学知识，规划设计基因和代谢通路，就像规划乐高积木的图纸。这个过程中通常需要用到信息学的技术，来预测生物系统的行为。
02 构建（Build）
包括基因合成、基因编辑、基因组装和遗传转化等过程，将设计好的基因导入到细胞中，构建出新的“细胞工厂”。
03 测试（Test）
确认构建出的“细胞工厂”能够正常工作，测试“细胞工厂”生产的产品是否符合我们的要求。这里涉及到发酵工程、分析测试技术、高通量筛选技术等平台。
利用信息学技术，对测试数据进行分析学习，根据分析结果修正和优化原有的设计，开始新的DBTL循环。
通过连续迭代优化，最终实现理想的性能。DBTL其实是工程学研究的套路，研究者将这个套路用在合成生物学上，希望能用工程的方法创造更多可能。
合成生物学与传统生物学的区别
合成生物学起源于传统生物学，但也有明显区别。我们熟知的分子生物学、生物化学、细胞生物学等理论学科，关注的是描述和理解生命的基本过程，侧重于“自上而下”的理论研究。而合成生物学是用工程的方法论去做研究，重点是模块化、标准化和可预测性，类似于工程学中的设计和建造过程，更侧重于“自下而上”的应用导向。而与以往的生物技术相比，合成生物学的方法论更为明确，对定量可控的要求更高。
正因为存在这样的差异，虽然大多数合成生物学上游原料酶与分子生物学工具酶品种相同，但合成生物学原料更加强调标准化、模块化和工程化，对稳定性、级联反应兼容性、批次间差异等指标更为敏感，对生产企业的研发能力、生产规模、质量管理也提出了更高的要求。
愚公生物面对国内合成生物学产业对上游原料的迫切需求，经过多年积累，目前已成为国内DNA/RNA工具酶品种最为齐全的供应商。未来愚公生物将进一步深入理解合成生物学对原料的特殊要求，努力为为中国合成生物学行业提供更多优质、经济、使用方便，且拥有自主知识产权的原料酶产品。
