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合成生物學(xué)的研究進(jìn)展及其在能源開發(fā)和藥物研究中的應(yīng)用合成生物學(xué)定義：指人們將“基因”連接成網(wǎng)絡(luò)，讓細(xì)胞來完成設(shè)計人員設(shè)想的各種任務(wù)。說明：與傳統(tǒng)生物學(xué)通過解剖生命體以研究其內(nèi)在構(gòu)造的辦法不同，合成生物學(xué)的研究方向完全是相反的，它是從最基本的要素開始一步步建立零部件。合成生物學(xué)的研究進(jìn)展1.功能回路設(shè)計2.細(xì)菌膠片3.藥物合成4.人工合成基因組功能回路設(shè)計利用生物系統(tǒng)中的基本組件（基因、蛋白質(zhì)等）合成出具有一些特定生物學(xué)功能的回路，并在細(xì)菌中成功設(shè)計了第一個基因電路—周期振蕩器。已在酵母和哺乳動物中獲得成功。細(xì)菌膠片兩個關(guān)鍵詞：大腸桿菌（與人類共生的最常見細(xì)菌，會引起食物中毒和腹瀉）光敏色素（結(jié)合在植物和一些細(xì)菌的細(xì)胞膜上的光受體，是一種蛋白質(zhì)）聯(lián)系：大腸桿菌沒有這種色素細(xì)菌膠片2005年，美國加州大學(xué)的沃伊特（C．Voigt）研究組及其合作了一個能感光的細(xì)菌基因回路，利用遺傳工程方法將其引人大腸桿菌，使改造的大腸桿菌能夠感光，并且在感光后分泌化學(xué)物質(zhì)，這樣的大腸桿菌菌落暴露在光照下具有膠片的功能，能產(chǎn)生高清晰度的化學(xué)圖像。研究者利用藍(lán)藻的植物色素胞外感光模塊與大腸桿菌EnvZOmpR雙成分系統(tǒng)的胞內(nèi)組氨酸激酶信號區(qū)構(gòu)造了一個蛋白嵌合體作為光受體，在黑暗中時磷酸化的OmpR轉(zhuǎn)錄因子對目標(biāo)啟動子進(jìn)行調(diào)控，誘導(dǎo)基因LacZ表達(dá)，最終生成黑色產(chǎn)物，即輸出黑色信號：而暴露在光照下時，則輸出白色信號。每一個具有感光及色素合成基因回路的大腸桿菌都可成為照片上的像素點(diǎn)。藥物合成在簡單生物，比如大腸桿菌和釀酒酵母中，可以設(shè)計代謝途徑和模塊組成的生物級鏈來改變正常的細(xì)胞代謝，從而產(chǎn)生一些非天然的代謝物或使合成轉(zhuǎn)向人們感興趣的代謝物。這些代謝物可能是目標(biāo)物質(zhì)，也可能是中間體。2.創(chuàng)造能夠表達(dá)非天然氨基酸（20種天然氨基酸之外）的細(xì)胞是人工合成基因組一個特別的應(yīng)用。非天然氨基酸摻入蛋白序列

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