大肠杆菌的显微镜图片,大肠杆菌可能是生活在人体内脏里的人类最熟知的细菌物种。
在麻省理工学院进行的只有1个月长的选修课很快发展为年度国际基因工程竞赛(iGEM)。一组本科生顺利的完成了建造能够在活体细胞内正常运行的生物系统,主要是利用名为生物积木的基因部分,它能够像乐高积木一样堆积起来。
一支来自爱丁堡大学的小组研发了一种细菌传感器,能够检测砷污染并针对存在毒素的量而发生酸性PH值的改变。美国加州大学伯克利分校的学生创造了Bactoblood,一种利用大肠杆菌制造的血液替代物。英国剑桥大学的一支学生小组创造了一种能够产生不同颜色色素的微生物,它或可用于检查健康的排便。
先进技术水平
“我有一种预感他们成功了。” 西尔维说道,她指的是文特尔试图创造最小的有机体。“他们研发了新的技术以组装DNA,这非常有用。”合成生物学的基本原则之一便是所谓的底盘生物——有点类似电子学里的案板。首次进行人体基因组测序的两组科学家之一的负责人、基因科学家克雷格·文特尔(Craig Venter)目前正在研究这样的“最小生物体”。2010年,文特尔的研究小组成功的创造了第一个合成细胞,通过制造改进版的细菌基因,将其在酵母里装配然后塞入另一个细菌里。
另一个项目则具有更直接的应用。例如,拥有多个大学研究中心的合成生物学工程研究中心(Synberc)正在研发抗疟药物青蒿素的人工合成版本,这比目前使用的从植物中提炼的版本要更廉价更有效。
这一领域还有改变计算的潜力。今年早期,恩迪和他的同事在斯坦福大学研发了生物学版本的晶体管。他们创造了名为晶体管的基因部分,后者会阻碍复制DNA指令的酶的流动,并重新安排它们执行细胞内的计算。
西尔维认为接下来面临的最大挑战之一便是寻找增加植物生物量以作为食物的方法。通过增加光合作用和固碳作用(将大气里的二氧化碳转化为有机形式),合成生物学将在解决这一问题上起着重大的作用。“我们正逐渐进入摈弃合成化学物质选择自然合成的化学物质的经济时代,” 西尔维说道。“这主要是利用我们伟大的自然资源,太阳。”