合成生物学是在工程学思想的指导下,通过标准化、自动化、智能化的过程,设计和建造新的生物元件、装置和人工生命体;甚至从头设计创建新的人工生命体,使其具有新的功能。合成生物学被誉为是能改变世界的前沿颠覆性技术之一,是继DNA双螺旋结构发现和基因组测序之后的第三次生物科学革命,已成为世界各国增强核心竞争力、抢占未来发展制高点的重大国家战略。
本书秉承合成生物学的"造物致知"和"造物致用"的核心思想,本书共分九章,第一章 概论、第二章 元件、装置和途径的合成、第三章 合成酶学、第四章 合成生物系统、第五章 合成基因线路、第六章 放线菌合成生物学、第七章 酵母合成生物学、第八章 医学合成生物学、第九章 合成肠道微生物。
本书可作为生物科学、生物技术、生物工程、医学、药学等专业高年级本科生和研究生教材,也可作为相关领域的学者和研究人员的参考书。
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国家自然科学二等奖获得者和国家重点研发计划项目合成生物学重点专项课题负责人。
目录
第一节 合成生物学的定义与研究内容 1
第二节 合成生物学的重要性 4
第三节 合成生物学的发展历程 10
第二章 元件、装置和途径的合成
第一节 概论 14
第二节 元件库与元件的合成 23
第三节 生物传感器的合成 33
第四节 途径的合成与优化 43
第五节 模块共培养 47
第三章 合成酶学
第一节 酶的选择 57
第二节 酶的定向进化 62
第三节 酶的半理性设计与理性设计 71
第四节 计算设计 76
第四章 合成生物系统
第一节 底盘细胞的选择和合成生物系统的构建 86
第二节 高效细胞工厂的创制 89
第三节 无细胞生物合成系统 100
第四节 基因组缩减 110
第五节 基因组合成 118
第五章合成基因线路
第一节 基因线路概论 134
第二节 逻辑门基因线路 138
第三节 开关基因线路 154
第四节 压力响应基因线路 157
第六章放线菌合成生物学
第一节 概论 168
第二节 放线菌合成生物学的工具与方法 173
第三节 放线菌合成生物学案例 180
第七章 酵母合成生物学
第一节 概论 189
第二节 酵母合成生物学的工具与方法 193
第三节 酵母合成生物学案例 214
第八章 医学合成生物学
第一节 概论 223
第二节 药物的合成生物学制造 226
第三节 工程细菌的诊疗 229
第四节 合成病毒的诊疗 234
第五节 人工细胞的诊疗 237
第九章合成微生物群
第一节 合成微生物群的研究历程 250
第二节 合成微生物群的研究方法 251
第三节 合成微生物群的研究成果 253