合成生物学是如何发展的？

合成生物学是如何发展的

合成生物学是一门结合了生命科学观察分析方法和工程设计思维的学科，通过工程方法设计，改造甚至从头合成具有特定功能的生物分子，生物元件，生物系统乃至人造细胞或生物体。这一领域的发展经历了多个阶段，从理论探索到技术应用，逐步展开其在多个行动中的巨大潜能。
合成生物学的发展可追溯到20世纪50年代，随着DNA双螺旋结构的发现，遗传密码的破译，限制性内切变异的发现，PCR技术的发明等一系列重大分子生物学成就，催生了基础工程技术。德国学者Hobom称 “基因手术正在开启合成生物学的大门”。进入21世纪，随着基因断裂，基因编辑和基因合成等技术的不断进步，合成生物学迎来了快速发展时期。
合成生物学的发展可分为四个阶段。第一阶段(2005年以前)以基因线路在代谢工程领域的应用为代表，典型成果是青霉素前体在大肠杆菌中的合成。第二阶段(2005-2011年)是基础研究的快速发展期，年度专利申请量显著增加，合成生物学研究开发总体上处于工程化理念日渐深，使能技术平台获得重视，工程方法和工具不断积淀的阶段。第三阶段(2011-2015年)是基础组织编码率大幅提升的时期，合成生物学技术的开发和应用不断拓展，其应从生物基化学品、生物源扩展至疾病诊断、药物和疫苗开发、作物育种、环境监测等诸多领域。第四阶段(2015年以后)是 “设计-构建-测试” 循环扩展至 “设计-构建-测试-学习” 的时期，生物技术信用技术融合发展的特点愈加显。
合成生物学在实际应用中的领域广泛，涵盖了医药、化工、能源、食品和农业等重点领域。在医药领域，合成生物学技术可用于生产药物、抗生素、疫苗等，降低生产成本，提高生产效率。在化工领域，合成生物技术用于生产生物基化学品和材料，如生物塑料、生物燃料等，对化石能源的依赖，实现绿色可续发展。在农业领域，合成生物技术用于生产生物农药和生物肥料，改良农作物种类，提高农业产量和品质。在食品领域，合成生物技术可用于生产食品添加剂，营养品等，改善食品质量和营养价值。
中国合成生物学产业起步较晚，但发展速度惊人。1,2，无论是在基础研究领域，还是产业转化以及市场应用等各个层面，均已跃居全球领先行列，与欧美发达国家并驾齐驱。中国政府对合成生物学的发展给予高度重视，将其写入 “十四五” 规划，并出台多项支持政策。同时，中国合成生物学企业在技术研发和商业化应用方面也取得了显著成果，成为全球合成生物学产业的重要力量。
未来，随著技术的不断进步和应用的不断拓展，合成生物学将在更多领域展开更是其巨大的潜能和价值，同类的可续发展提供新的思路和解解决方案。