合成生物學的案例
從高分子物理到合成生物學的金帆研究員：生命科學急需抽象的數學定理
同時，也是在這個過程摸索的過程之中，金帆博士與其目前的研究方向 ——
合成生物學
，邂逅了。
在金帆博士的回憶中，他第一次接觸合成生物學是在 2014 年。當時，一群參加 iGEM
（一項合成生物學國際比賽）
的科大本科生找到了他，做了一些咨詢。“當時第一感覺就是，合成生物學是一個非常有意思的學科。” 金帆回憶道。
合成生物學激起了金帆的興趣，好奇心驅動研究的他開始主動了解和接觸合成生物學。2015 年，他正式指導編程隊伍參加 iGEM，2016 年開始指導實驗隊。終于，在 2017 年，他正式投入到了合成生物學的研究之中，第一個項目是：
工程改造銅綠假單胞菌，用以定植和治療肺部腫瘤。
圖丨銅綠假單胞菌（來源：microbenotes）
而到目前，金帆團隊已經在
儀器方法
、
基礎研究
及
應用探索
三個層面上開展了合成生物學的相關研究，核心基礎則是
光遺傳學
。
2
基于光遺傳學的合成生物學研究
光遺傳學，是一項整合了光學、遺傳學和軟件控制的研究技術，其是將光敏感型的控制基因導入到細胞之中，以實現通過光照便可篩選細胞。
展開 【VB思享會-線上Panel】AI制藥企業“自證”下一步，商業化之路怎么走？
企業介紹
關于英矽智能
英矽智能是一家由端到端人工智能（AI）驅動的臨床階段藥物研發公司，通過下一代人工智能系統連接生物學、化學和臨床試驗分析，利用深度生成模型、強化學習、轉換模型等現代機器學習技術，構建強大且高效的人工智能藥物研發平臺，識別全新靶點并生成具有特定屬性分子結構的候選藥物。成立于2014年，在全球6個國家和地區設有辦公室和研發團隊，擁有超過200位成員，包括100位人工智能科學家和80位藥物研發人員。英矽智能聚焦癌癥、纖維化、免疫、中樞神經系統疾病、衰老相關疾病等未被滿足醫療需求領域，推進并加速創新藥物研發。
關于智峪生科
上海智峪生物科技有限公司成立于2021年4月，由來自于業內頂尖的AI團隊和經驗豐富的合成生物學產業團隊組成。公司致力于通過AI賦能合成生物學DBTL加放大工藝各個流程，去拓寬合成生物學的應用與選品范圍，并達到極致的降本增效，解決行業普遍存在的“選品難、生產難”痛點。
展開 新興碳納米纖維氣凝膠：化學合成與生物合成
碳納米管和石墨烯氣凝膠都可以通過化學氣相沉積和分散體系凝膠化的方法來進行制備，但是前驅體昂貴以及合成需要涉及復雜設備限制了這些氣凝膠的實際應用。因此，開發更簡單和經濟的途徑（例如利用碳水化合物、纖維素以及蛋白質等可再生資源為原料）來制備納米碳氣凝膠成為必然的發展趨勢。
【成果簡介】
中國科學技術大學俞書宏教授（通訊作者）在Angew. Chem. Int. Ed. 上發表了題為“Emerging Carbon Nanofiber Aerogels: Chemosynthesis versus Biosynthesis”的綜述文章，集中闡述了新興碳納米纖維氣凝膠的化學合成與生物合成方法。首先展示了如何通過化學合成和生物合成的方法來制備碳納米纖維（CNF）氣凝膠，然后討論了兩種制備CNF氣凝膠方法的合成特點，集中在結構和功能的多樣性以及CNF氣凝膠的物理化學性質和潛在應用。此外，作者還展示了基于可再生前驅體的CNF氣凝膠與CNT和石墨烯氣凝膠相比在諸多應用中具有競爭優勢。
【圖文導讀】
圖1 制備CNF氣凝膠的兩種策略示意圖：化學合成與生物合成
圖2 CNF氣凝膠的化學合成
(a) 合成過程的示意圖；
(b) 大尺寸整體濕凝膠的照片；
(c) 具有3D納米纖維網絡的HTC-CNF氣凝膠的SEM圖像；
(d) 各種直徑的HTC-CNF的SEM圖像；
(e) 在不同溫度下HTC-CNFs直徑與HTC反應時間的關系。
展開 《AFM綜述`兩幅圖》生物合成水凝膠的可注射性：考慮到最小侵入性外科手術過程和3D生物打印
在設計用于細胞治療的載體或開發新的生物墨水配方時，通常首選注射用水凝膠。
生物合成水凝膠是用混合設計策略制成的一類材料，在保持材料的生物活性的同時，有利于賦予可注射性。使這些凝膠通過特定的交聯途徑可注射所需的化學修飾可能具有挑戰性，并且還使水凝膠對細胞不友好。
因此，在存在細胞的情況下，將生物合成水凝膠前體功能化以實現可注射性的大多數努力都試圖在化學和生物功能性之間取得平衡，以便在解決可注射性設計挑戰的同時保持細胞相容性。
因此，水凝膠交聯策略已經發展為包括使用光引發的“喀噠”化學反應或生物正交反應，并具有快速凝膠化動力學，并且在與細胞相容的水凝膠系統一起工作時所需的細胞毒性降至最低。隨著許多新的可注射生物合成材料的出現，它們在基于細胞的再生醫學和生物打印中的影響也越來越明顯。這篇綜述涵蓋了通過快速，細胞相容的物理或共價交聯賦予生物合成聚合物可注射性的主要策略，以及在細胞療法，組織再生和生物打印中使用所得可注射水凝膠的主要考慮因素。
【主圖導讀】
圖1
常用水凝膠生物加工方法的插圖。
生物合成水凝膠前體由生物和合成成分組成。可以為特定應用添加不同的部分，例如用于受控遞送的藥物。合并細胞以構建活組織替代物或用于局部細胞遞送。液體形式的水凝膠可與原位凝膠技術（藍色）一起使用，以直接給藥。原位凝膠化可以通過物理交聯機制（例如剪切稀化）或通過共價交聯（例如光聚合）進行。水凝膠還可以通過乳化，微流體或超疏水表面預制為微水凝膠（綠色）。可以使用各種技術（紅色）對水凝膠進行
3D打印以構建活組織。凝膠化可以通過剪切稀化后的固有自我修復，也可以通過外部觸發的凝膠化來實現，在這
種情況下，生物墨水在局部沉積后就可以開始交聯。
展開 
胰島素合成技術_國肽生物
胰島素是機體內唯一降低血糖的激素，同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成，因此，胰島素在人體新陳代謝中起著重要作用。如果機體內胰島素的量不足就會引發糖尿病，目前胰島素依然是治療糖尿病的特效藥，因此胰島素的人工合成技術一直是生物醫藥領域研究的熱點。現在采用的基因工程技術有兩種方法可以讓微生物發酵產生胰島素。一種就是先在大腸桿菌中分別合成胰島素A鏈和B鏈，然后在體外用化學方法將兩條鏈連接成胰島素。而另一種是采用分泌型載體表達胰島素原，然后將其轉化為胰島素。
近年來，重組人胰島素已在臨床上廣泛應用，但是由于胰島素分子非常容易聚合，在濃度較高的胰島素注射液中主要以二體和六體的形式存在。為解決這個難題，通過蛋白質工程開發出的單體速效胰島素也應運而生。
胰島素的合成相較于普通含有多對二硫鍵的多肽，難點在于其結構中包含了分子間與分子內的兩種二硫鍵，使得幾對二硫鍵的特異性定點形成更加困難，產率低，純度低等結果不可避免地出現了。
固相合成法合成胰島素是我們國肽生物的代表性技術，我們所具有的成熟的胰島素合成工藝已經得到了國內外客戶的廣泛認可和肯定。我們的胰島素產品突破了以往的收率低，純度不高等缺陷，能夠進行大批量生產，并且產品純度能夠高達99%，國肽生物是值得客戶信任的胰島素供應品牌。
展開 AI制藥企業“自證”下一步，商業化之路怎么走？ 北鯤云CEO對話行業大拿
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關于英矽智能
英矽智能是一家由端到端人工智能（AI）驅動的臨床階段藥物研發公司，通過下一代人工智能系統連接生物學、化學和臨床試驗分析，利用深度生成模型、強化學習、轉換模型等現代機器學習技術，構建強大且高效的人工智能藥物研發平臺，識別全新靶點并生成具有特定屬性分子結構的候選藥物。成立于2014年，在全球6個國家和地區設有辦公室和研發團隊，擁有超過200位成員，包括100位人工智能科學家和80位藥物研發人員。英矽智能聚焦癌癥、纖維化、免疫、中樞神經系統疾病、衰老相關疾病等未被滿足醫療需求領域，推進并加速創新藥物研發。
關于智峪生科
上海智峪生物科技有限公司成立于2021年4月，由來自于業內頂尖的AI團隊和經驗豐富的合成生物學產業團隊組成。公司致力于通過AI賦能合成生物學DBTL加放大工藝各個流程，去拓寬合成生物學的應用與選品范圍，并達到極致的降本增效，解決行業普遍存在的“選品難、生產難”痛點。
公司目前有多條合成生物學管線同時布局，在低成本短周期的研發模式下，確保以最低的成本來占據市場。
展開 中國細胞生物學學會細胞工程與轉基因生物分會/陜西省細胞生物學學會2018年年會在陜西師范大學成功召開
在學會第四屆理事會第一次會議上，邊惠潔理事長對新一屆理事會的工作進行了部署，向積極參加科普活動的各單位頒發了“陜西省細胞生物學學會科普活動優秀獎”獎金和榮譽證書，并主持討論通過了成立學會第一個專業委員會的議題。崔洪勇副秘書長進行了中國細胞生物學學會2018年“諾貝爾獎解讀”活動的動員。
會議期間，中國細胞生物學學會細胞工程與轉基因生物分會召開了第三屆委員會第三次會議。分會會長、空軍軍醫大學邊惠潔教授向委員們匯報了近年來分會的工作和取得的成績，傳達了中國細胞生物學學會對分會工作的要求，向積極參加分會活動的各單位頒發了“科普活動優秀獎”獎金和榮譽證書。分會秘書長孔令敏副教授傳達了中國細胞生物學學會的科普工作精神和要求。
資料來源：中國細胞生物學學會官網，11月5日
展開 空客公司將利用合成蛛絲開發新一代航空用生物復合材料
世界首個人工合成蛛絲制造商AMSilk官網消息9月12日稱，公司已經與空客公司達成戰略合作協議，共同研發新一代復合材料，開啟復合材料航空航天工業應用的新篇章。
蛛絲是大自然創造的一種神奇的材料，它的強度高于鋼鐵，剛度超越凱夫拉芳綸纖維，但自身重量卻無比輕盈。如果我們用與鉛筆粗細相當的蛛絲編織一張巨大的蛛網，它的力量足以夠捕獲一架重量約為200噸的滿載空客A350客機。數十年來，科學家們一直在尋求蛛絲商業化應用的方法，但卻屢屢失敗，直到AMSilk公司的出現。
AMSilk是一家位于德國慕尼黑附近的生物科技公司，也是世界上首個實現人工合成蛛絲商業化量產的公司，目前該公司的合成蛛絲產品已經用于制造醫療設備和化妝用品。當這種可以完全生物降解的材料作為植入物表面涂料使用時更容易被人體接受，當作為化妝品添加劑使用時能賦予后者別樣的光澤。此次有了空客公司的加入，AMSilk公司準備雄心勃勃地將這種革新技術應用到航空制造業中去。
為此，雙方將共同研發一種完全不同于過往的全新的復合材料。“目前，AMSilk的合成蛛絲產能以公噸計，遠不能滿足航空公司工業的需要。這就跟造車所需的鋼材量跟建造戰艦所需的鋼材不在一個數量級是一個道理。”
在此前的研究中，AMSilk破解了蜘蛛的DNA密碼，將其中控制蛛絲分泌的基因移植到細菌身上，借此生產出人工合成蛛絲。目前，該工藝是在一臺4層樓高、6萬升容積的儲罐中完成。罐中裝滿恒溫37攝氏度的水，用于培養上述菌群。這些細菌會生成一種粉末，這種粉末可進一步加工成纖維、薄膜或凝膠。
那么，空客公司如何才能對這種人工合成的蛛絲加以利用呢？“這需要我們進行不斷的實驗和嘗試。”AMSilk方面的合作負責人Konigorski表示說。
近年來，飛機制造商使用碳纖維作為節能減排的解決方案。
展開 《綠色化學·綜述》生物分子合成仿生納米復合水凝膠用于止血和傷口愈合
【背景介紹】
納米復合水凝膠已成為新型生物材料，并在生物醫學應用中引起了廣泛的研究興趣。將多種納米材料作為納米填料摻入軟聚合物基質中可增強水凝膠的物理，化學和生物學特性，從而形成具有改善的化學和生物學特性的納米復合水凝膠。然而，傳統的物理或化學交聯方法經常引起與納米復合水凝膠在制備，施用和隨后處置期間的毒性，生物相容性和環境問題有關的關注。
【科研摘要】
受自然生物學過程的啟發，研究人員越來越多地通過在水凝膠基質中摻入各種納米材料來減少傳統納米復合水凝膠的影響，研究了生物分子輔助的生物合成納米復合水凝膠的方法。最近，印度研究人員Sujoy K. Das在《Green Chemistry》上綜述了題為Biomolecule-assisted synthesis of biomimetic nanocomposite hydrogel for hemostatic and wound healing applications的論文。探索了納米復合水凝膠制劑的傳統化學和物理方法以及對環境的影響。系統地綜述了使用生物啟發方法制備納米復合水凝膠制劑的最新生物制備策略，并且也強調了與生物制備納米復合水凝膠在止血和傷口愈合應用中有關的最新進展。還討論了納米復合水凝膠的未來前景。本文深入探討了生態友好型生物啟發性策略的進展，該策略可用于止血和傷口愈合應用的納米復合水凝膠的生物加工。
【圖文解析】
1.介紹
“水凝膠”一詞最早是在1894年提出的，用于描述膠體凝膠。1936年，杜邦的科學家報道了聚（甲基丙烯酸2-羥乙酯）水凝膠的合成。只是在1950年代后期認識到配制仿生生物塑料材料的要求已針對各種應用，這些應用具有以下特征：（i）允許所需水分的結構;（ii）對正常生物過程呈惰性;以及（iii）對代謝物的滲透性。
展開 重磅丨譜尼測試收購中佳合成制藥 打通生物醫藥一站式技術平臺“最后一公里
近日，譜尼測試集團成功收購湖北中佳合成制藥股份有限公司，具備了原料藥GMP生產體系和生產能力，打通生物醫藥一站式技術平臺“最后一公里”。
至此，譜尼測試可為生物醫藥的研發提供小試、中試和放大的全流程技術支持，增強了集團綜合競爭力。
憑借強大的科研技術實力，PONY譜尼生物醫藥已擁有上海和北京兩大生物醫藥研發基地，是集藥物設計、藥物合成、工藝開發、藥物活性篩選、制劑研究、藥效學評價、藥代動力學評價、毒理學評價以及新藥注冊為一體的綜合技術平臺，具備CMA、CNAS資質，按照GMP、GLP執行，并得到了國內和國際藥品管理部門的認可。
展開 北京化工大學徐福建教授團隊《Biomaterials》：生物礦化法合成碳酸鈣雜化納米顆粒用于溫和光熱增強的基因治療
Mater.》綜述：多糖-多肽偶聯物——生物醫學應用的多功能材料平臺
北京化工大學徐福建教授團隊在基因多模式治療取得新進展
北化徐福建教授團隊綜述：多糖基水凝膠的設計要點以及應用于傷口愈合的最新進展
北京化工大學徐福建教授課題組在表面抗菌功能化方面取得新進展
北京化工大學徐福建教授課題組在表面抗菌功能化方面取得新進展
北京化工大學徐福建教授和趙娜娜教授團隊綜述：有機/無機納米復合材料的設計合成、性質及其生物醫學應用的系列研究進展
北京化工大學徐福建教授團隊：基于開環反應構建新型還原響應型支化聚賴氨酸基因載體
華東理工大學劉潤輝教授和北京化工大學徐福建教授合作發表抗菌材料綜述論文
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誠邀投稿
歡迎專家學者提供稿件（論文、項目介紹、新技術、學術交流、單位新聞、參會信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并請注明詳細聯系信息。
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中科大王志剛教授課題組在聚乳酸基生物可再生熱塑性彈性體的合成及其結構與性能研究方面取得新進展
熱塑性彈性體是一種特殊的高分子材料，既具有彈性，又具有塑性，可以廣泛應用在包裝材料、汽車零件、粘合劑、服裝與生物醫學等重要領域。熱塑性彈性體幾乎都是微相分離體系，玻璃化轉變溫度很低的橡膠相作為基體，而玻璃化轉變溫度較高的硬相作為分散相，分散在橡膠基體中起到物理交聯點的作用。目前常見的熱塑性彈性體原料基本依賴于石油化工工業，因而利用可再生的綠色原料來制備新型的具有優異力學性能的熱塑性彈性體具有重要的意義，符合國家的可持續性的發展戰略。
近期，中國科學技術大學王志剛教授課題組以生物可再生資源丙交酯和異戊二烯為聚合單體，通過開環聚合（ROP）和可逆加成-斷裂轉移（RAFT）聚合方法組合制備了一系列聚乳酸-b-聚異戊二烯-b-聚乳酸（PLA-b-PI-b-PLA）三嵌段共聚物，并進一步探究了聚異戊二烯嵌段（PI）分子量和聚乳酸嵌段（PLA）結晶性對該熱塑性三嵌段共聚物的微相分離形貌和拉伸力學性能的影響。
圖1. (a) 通過開環聚合合成PLA大分子鏈轉移劑（PLA-CTA），(b) 通過RAFT聚合合成PLA-b-PI-b-PLA三嵌段共聚物。
通過調控軟段PI的分子量，可以實現聚乳酸三嵌段聚合物從熱塑性塑料向熱塑性彈性體的力學行為轉變，設計制備出具備不同力學性能的三嵌段彈性體，其最大斷裂強度達到13 MPa，最大斷裂伸長率達到1424%，這給此類彈性體材料提供了很大的應用前景（圖2）。通過調整PI鏈段長度，在改變該彈性體材料的力學性能的同時，也得到不同的微相分離結構，如球狀，柱狀或層狀結構（圖3）。
圖2.
展開 生物信息學與進化分析及其生物醫學應用
生物信息學與進化分析及其生物醫學應用2.pdf
生物信息學與進化分析及其生物醫學應用1.pdf
哈工大邵路教授團隊《PNAS》：面向可持續碳捕集的超高MOF含量混合基質膜的生物共生系統啟發合成
英國皇家化學會會士、中國化工學會分子辨識分離工程專委會委員、哈爾濱工業大學邵路教授帶領團隊提出新方法合成制備了高MOF含量、高效碳捕集分離膜。相關論文“面向可持續碳捕集的超高MOF含量混合基質膜的生物共生系統啟發合成”（Symbiosis-inspired de novo synthesis of ultrahigh MOF growth mixed matrix membranes for sustainable carbon capture）發表在《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America, PNAS）上。
作為世界四大頂級期刊（Cell，Nature，Science，PNAS）之一的PNAS創刊于1914年，擁有超過百年的辦刊歷史，有著極高的國際聲譽。該成果邵路教授為唯一通訊作者，論文第一作者為哈工大化工與化學學院博士生赫羴姍。
圖1：共生啟發的原位生長方法制備ZIF-8/PIM-1混合基質膜的示意圖
近年來，全球碳排放迅速增加，使大氣中的二氧化碳含量達到創紀錄的水平，導致頻繁的災難性氣候環境，嚴重威脅人類的生存發展。在這種嚴峻形勢下，我國提出“碳達峰”和“碳中和”的莊嚴承諾！高效的碳捕獲技術是減少碳排放和二氧化碳進一步催化轉化的前提和基礎，是實現“雙碳”目標的重中之重的關鍵技術。
展開 CPCI會議推薦---計算生物學和生物醫學國際學術會議（CBBS 2023）
計算生物學和生物醫學國際學術會議（CBBS 2023）
會議官網：http://www.iccbbs.org/
會議時間：2023年8月12-14日
會議地點：湖北武漢
提交檢索：CPCI (WoS), CNKI, Google Scholar, WanFang Data, etc.
會議介紹
隨著計算機技術的發展，生物醫學信息學和計算生物學越來越受到學術界和工業專家的關注。作為一個跨學科的學術會議，CBBS 2023聚焦生物醫學的熱門研究領域，如計算生物學，計算生物學, 生物醫學機器人等， 旨在為計算生物學和生物醫學領域的學者和行業專家提供一個專業的國際交流平臺，促進行業內，行業間的學術交流，共同探討解決新問題，迎接新挑戰，進而激發新的想法和思路，提供更多的合作機會。
出版與檢索
CBBS 2023 錄用并展示的文章將由Atlantis Press出版, 并提交至CPCI (WoS), CNKI, Google Scholar, WanFang Data等數據庫檢索。
組委會成員
大會主席-陳銘教授，浙江大學生命科學學院教授，內蒙古民族大學生命科學與食品學院特聘院長，有豐富的期刊編輯、審稿和會議經驗。
大會主席-Y-h. Taguchi教授，來自日本東京中央大學，主要研究方向為主成分分析、基于張量分解的特征提取及其在生物信息學中的應用。
投稿主題
計算生物學算法 / 人工關節和器官 / 生物電子學 / 生物物理學 / 計算醫學……
投稿方式
作者請將全文或摘要通過郵箱投稿至info@iccbbs.org，并備注投稿人姓名，職稱，單位，常用電話/微信，或其他需求。
要求為全英文原創稿件，須嚴格按照模板排版后提交。摘要投稿僅做交流展示，不提供出版。
如有其他問題請致電13163283137
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