合成生物学的好处

生物与化学什么?

生物化学!生物系统往往转向寻找新的灵感的反应和催化剂。想想一个微生物的细胞。里面,惊人的代谢酶用于简单丰富的原料转换成精美复杂的天然产物。化学家们在这方面根本无法与自然竞争。

合成生物学是什么?

合成生物学是建立人工系统,可以做一些有用的东西。例如,我们可以用我们的知识基因编码的酶促化学合成通路内的DNA序列。一旦进入一个微生物,这将迫使细胞DNA产生任何分子的欲望。画一个类比,这相当于一个反应瓶生产所有所需的总合成催化剂和试剂的合成路线的确切点是必需的,表现在水中使用可再生材料和在不到一天的时间完成。如果我们能做到这一点在实验室或工业规模,这将使任何化学过程非常有效。

合成生物学的优势是什么?

有很多。首先,我们想要的产品可以直接从起始材料,如葡萄糖,有限公司₂或甲烷。一旦最好的酶已确定,他们不同物种之间可以移动;我们甚至可以使用基因工程把整个通路连接在一起。活性和毒性中间体可以包含在亚细胞车厢中,减少危险废物。和最终产品可以导出使用自然从细胞分泌途径——这意味着我们不需要执行困难的方法进行了净化。

为什么不是合成生物学广泛使用?

我们没有酶,可以匹配所有已知的有机化学反应,因此,合成生物学不能开始竞争对手通过传统方法的多样性的化合物。此外,许多商业上重要的分子包含结构图案,不能用已知的酶促化学。出于这个原因,当前许多生物过程产生合成中间体,然后提取,然后进一步发展在合成化学实验室获得成品。

我们可以发展我们所需要的酶吗?

我们希望如此。现代生物学目前寻求解决这一差距在反应性通过使用工具,使它在第一时间——进化。

定向进化是一个方法,试图模拟自然选择我们想要的基因/功能。研究人员可以确定酶促反应和化学反应之间的相似之处在实验室然后反复尝试选择基因显示这个函数。这将导致巨大的库的突变基因,高度活跃的变异可以被识别。

现在酶存在自然界中,可以执行功能未见但非常有用的化学家。只是时间问题,这些新家庭的设计师酶是集成在工程代谢途径。

这是否意味着需要化学家不会?

不——事实上,这意味着相反的。化学家提供了一个独特的分子生物学的理解。他们对合成生物学是不可或缺的,最好的方法创建我们需要的分子可能会涉及领域的使用工具。有很多化学家能做的工作,比如利用可持续的碳源到现有流程;开发生物适合的催化剂或设计新的催化代数余子式人工近年使用。这些都是令人兴奋的发展对于合成生物学家,意味着两个科学的未来可能会更加纠缠在一起。