我們生活在一個(gè)生物技術(shù)，信息技術(shù)，制造和自動(dòng)化共同形成合成生物學(xué)能力的時(shí)代。技術(shù)革命具有重要意義，因?yàn)樗鼈兯茉炝松鐣?huì)和文化發(fā)展的未來(lái) - 正如工業(yè)革命，“綠色革命”和信息技術(shù)革命所表明的那樣?，F(xiàn)在，合成生物學(xué)正在成為本世紀(jì)的主導(dǎo)技術(shù)，澳大利亞已明確采取行動(dòng)。

什么是合成生物學(xué)？

合成生物學(xué)是設(shè)計(jì)和構(gòu)建新的標(biāo)準(zhǔn)化生物部件和設(shè)備，并讓他們做有用的事情。

零件使用DNA編碼，并在試管或活細(xì)胞中組裝 - 然后應(yīng)用于提供許多不同類型的結(jié)果。

用于生產(chǎn)工業(yè)化學(xué)品的“細(xì)胞工廠”是應(yīng)用合成生物學(xué)的一種方式。

化學(xué)丁二醇每年??用于生產(chǎn)250萬(wàn)噸塑料和其他聚合物，包括50萬(wàn)噸氨綸(萊卡)。2011年，所有這些分子都來(lái)自石化產(chǎn)品。生物技術(shù)和化學(xué)公司Genomatica和巴斯夫合作設(shè)計(jì)了商業(yè)上可行的丁二醇合成生物生產(chǎn)路線 - 它在短短五年內(nèi)從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)向商業(yè)規(guī)模。

許多其他全球企業(yè)也在大力投資使用全細(xì)胞 - 所謂的底盤細(xì)胞- 來(lái)生產(chǎn)有用的化學(xué)品。

醫(yī)藥，環(huán)境和農(nóng)業(yè)

通過合成生物學(xué)發(fā)生了重大的醫(yī)學(xué)突破。

抗瘧治療artimisinin現(xiàn)在可以通過酵母生產(chǎn)，無(wú)需將其與中國(guó)甜蒿植物分離。這有助于穩(wěn)定全球價(jià)格。

2016年，一項(xiàng)新的免疫細(xì)胞工程治療使患絕癥的血癌患者完全緩解率達(dá)到50%，2017年試驗(yàn)中緩解率達(dá)到36%。最近剛剛采用了類似的方法來(lái)治愈晚期乳腺癌。

生物監(jiān)測(cè)是合成生物學(xué)發(fā)展的另一個(gè)令人興奮的領(lǐng)域。高度特異性的微小生物傳感器可用于檢測(cè)大量分子- 如碳?xì)浠衔镂廴疚铮穷?，重金屬和抗生素?/p>

這些可用于測(cè)量健康方面，以及用于識(shí)別污染物的環(huán)境感測(cè)系統(tǒng)。

合成生物學(xué)也有農(nóng)業(yè)應(yīng)用。與早期的基因技術(shù)相比，它可以提供更高的精確度和復(fù)雜性，有助于提高作物和牲畜產(chǎn)量，同時(shí)通過限制化學(xué)品和化肥的使用來(lái)減少對(duì)環(huán)境的影響。使用合成生物學(xué)正在開發(fā)更有效的植物利用水和養(yǎng)分，光合作用性能，固氮和更好的抗病蟲害。

消費(fèi)者利益可包括營(yíng)養(yǎng)改善，增強(qiáng)風(fēng)味和從牛奶，雞蛋和堅(jiān)果中去除過敏原蛋白。

這些合成生物學(xué)應(yīng)用中的大多數(shù)依賴于通過靶向遺傳修飾來(lái)改變，添加或刪除基因功能。根據(jù)過去消費(fèi)者對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的抵制情況，該領(lǐng)域的進(jìn)展更可能受到公眾接受程度的限制，而不受技術(shù)可能性的限制。

合成生物學(xué)還提供了使用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行廉價(jià)，大規(guī)模生產(chǎn)諸如藥物和用于醫(yī)學(xué)治療的抗體的產(chǎn)品的機(jī)會(huì)。

在向上和向上

合成生物學(xué)的國(guó)際增長(zhǎng)是顯著的。2015年，合成生物成分市場(chǎng)(DNA部分)價(jià)值55億美元- 到2020年將達(dá)到400億美元。這些數(shù)字不包括合成生物產(chǎn)品的銷售收入。

產(chǎn)品市場(chǎng)也在急劇增長(zhǎng)。2008年，生物基化學(xué)品僅占1.2萬(wàn)億美元全球化學(xué)品市場(chǎng)的2%。在2025年，由于合成微生物工廠的發(fā)展，這將增加到22%。

近年來(lái)，政府對(duì)合成生物學(xué)的投入非常強(qiáng)勁。許多發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的公共機(jī)構(gòu)已經(jīng)制定了路線圖和相關(guān)的發(fā)展結(jié)構(gòu)，包括美國(guó)，英國(guó)，歐盟，中國(guó)，新加坡和芬蘭。

合成生物學(xué)的私人投資也以驚人的速度增長(zhǎng)。根據(jù)美國(guó)合成生物學(xué)倡導(dǎo)組織Synbiobeta的說法，美國(guó)的synbio公司在2009年籌集了大約2億美元的投資。2017年它增加到18億美元，截至2018年7月它已經(jīng)達(dá)到15億美元，預(yù)計(jì)2018年投資剛剛超過30億美元。

澳大利亞迎頭趕上

在澳大利亞，合成生物學(xué)不太發(fā)達(dá) - 但事情發(fā)展很快。

2014年，澳大利亞合成生物學(xué)專業(yè)協(xié)會(huì)成立，并舉辦了幾次專業(yè)合成生物學(xué)會(huì)議和研討會(huì)。

2016年，CSIRO向CSIRO合成生物學(xué)未來(lái)科學(xué)平臺(tái)(SynBioFSP)投入了1300萬(wàn)澳元。內(nèi)部報(bào)告顯示，SynBioFSP現(xiàn)在是一個(gè)價(jià)值4000萬(wàn)澳元的研發(fā)組合，由來(lái)自CSIRO和40多個(gè)國(guó)家和國(guó)際合作組織的200多名科學(xué)家組成的協(xié)作社區(qū)推動(dòng)，為60個(gè)研究項(xiàng)目做出貢獻(xiàn)。

合成生物學(xué)被認(rèn)為是2016年國(guó)家研究基礎(chǔ)設(shè)施路線圖的優(yōu)先領(lǐng)域。2017年特別呼吁合成生物學(xué)，最近創(chuàng)建了一個(gè)檢查澳大利亞合成生物學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施需求的指導(dǎo)委員會(huì)。

本周澳大利亞學(xué)術(shù)委員會(huì)在澳大利亞發(fā)布了合成生物學(xué)：2030年的展望，作為其視野掃描系列的一部分。我們是本報(bào)告的兩位作者，該報(bào)告研究了在澳大利亞背景下充分利用合成生物學(xué)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

合成生物學(xué)是一種極其快速發(fā)展的技術(shù)，具有非常多樣化的應(yīng)用。它為澳大利亞開發(fā)新市場(chǎng)以及未來(lái)長(zhǎng)期打樣提供了巨大的潛力。