合成生物學(xué)發(fā)展趨勢和前景怎樣

【專家解說】：合成生物學(xué)旨在闡明并模擬生物合成的基本規(guī)律，設(shè)計并構(gòu)建新的、具有特定生理功能的生物系統(tǒng)，從而建立藥物、功能材料、能源替代品等的生物制造途徑。合成生物學(xué)的主要研究內(nèi)容分為三個層次：一是利用現(xiàn)有的天然生物模塊構(gòu)建新的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)并表現(xiàn)出新功能；二是采用從頭合成方法人工合成基因組DNA；三是人工創(chuàng)建全新的生物系統(tǒng)乃至生命體。合成生物學(xué)是生命科學(xué)在21 世紀(jì)新的分支學(xué)科，打開了從非生命的化學(xué)物質(zhì)向人造生命轉(zhuǎn)化的大門，為探索生命起源與進(jìn)化開辟了嶄新的途徑。
合成生物學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)最富前景的領(lǐng)域之一，是將生物科技領(lǐng)域基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化為實際社會生產(chǎn)力的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)，也是改變未來世界的十大技術(shù)之一，具有在低碳經(jīng)濟(jì)中支撐經(jīng)濟(jì)增長和創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會的巨大潛力。據(jù)專家估計，至2015 年，有1/5 的化學(xué)工業(yè)可以依賴合成生物學(xué)；到 2016 年全球合成生物學(xué)技術(shù)的市場將達(dá)到167 億美元，2011 — 2016 年年增長率達(dá)到45%。麥肯錫全球研究所和世界經(jīng)濟(jì)論壇均將合成生物學(xué)評價為未來的革命性技術(shù)。2014 年6 月， 經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）發(fā)布《合成生物學(xué)政策新議題》報告，認(rèn)為合成生物學(xué)領(lǐng)域前景廣闊，建議各國政府把握機(jī)遇，引入資金，以創(chuàng)新方式推動代表未來生物技術(shù)革命的合成生物學(xué)的發(fā)展。
合成生物學(xué)已成為全球研發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域，很多國家看好合成生物學(xué)未來的發(fā)展前景，并給予大量投入。美國是在合成生物學(xué)領(lǐng)域投入最多、發(fā)展最快的國家，政府對合成生物學(xué)的投資每年約1.4 億美元。美國國防部致力于將合成生物學(xué)打造為一種先進(jìn)制造平臺，能源部也圍繞合成生物學(xué)啟動了一些研究項目。歐盟投入合成生物學(xué)的經(jīng)費(fèi)占其研發(fā)總投入的1/4 ～ 1/3。英國將合成生物學(xué)視為引領(lǐng)未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的4 個新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，國家貿(mào)易創(chuàng)新部預(yù)測2020 年合成生物學(xué)產(chǎn)值將達(dá)到620 億英鎊，專門成立了合成生物學(xué)路線圖協(xié)調(diào)組，開展路線圖研究。英國政府不斷加大對合成生物學(xué)的資助力度，2014 年建立了5 大合成生物學(xué)研究中心。
合成生物學(xué)對新生物能源的開發(fā)具有不可估量的作用，可以解決生物燃料生產(chǎn)工藝過程中的一些關(guān)鍵問題。開發(fā)人工合成細(xì)菌，可將糖類直接轉(zhuǎn)化成與常規(guī)燃油兼容的生物燃油，甚至可以直接從太陽獲取能量，制造清潔燃料。國外通過合成基因組學(xué)方法，對自然界中將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的細(xì)菌進(jìn)行改造，用合成染色體替換其原有染色體，使之僅具有代謝二氧化碳的功能，成為一個專門生產(chǎn)甲烷的全新生物體。全球首個人造細(xì)胞的締造者克雷格·文特爾甚至聲稱傳統(tǒng)的以石油為中心的能源工業(yè)體系將被這樣的新能源生產(chǎn)方式完全代替。