传统生物学目标是分解生物,将生命分成一个一个零件进行研究,因此出现很多细分的研究领域。有人专门研究DNA复制,有人专门研究转录,有人专门研究核糖体。

从已发表的paper 来看,

1953-1990年,即DNA双螺旋结构发现后,处于分子生物学的基本知识和技术积累阶段。

各种各样的质粒构建技术和PCR都是在这个时期发展起来的。

1990-2000年是各种信号通路基因大发现时代。一般一个博士研究生的课题可能只涉及到一个蛋白或者一个RNA的某一个功能。克隆拿到基因完事就可以发个CNS。

2000-2010年是基因组时代,各种各样的基因组被测序,同时各种信号通路趋于完善。

开始要求有完整的机制,甚至解析结构才能发到top级别的杂志。

合成生物学

之所以兴起是因为生物是一个整体,如果无限细分下去,我们和那些无机物没啥两样。都是由基本元素组成。目前在生物体内还没发现什么独一无二的元素。因此,我们在获取了足够多的基因组信息以后,我们就可以开始从一个整体上研究生物学问题,这样才可能真正地理解生命。

2008,以Venter 为主导的支原体

基因组合成,宣布基因组合成时代的到来,标志著合成生物学开始发端。

2014 年,合成酵母全染色体(Sc2.0) 国际项目诞生,并于2017年集中发表,science出了一个专刊,以封面的形式同时刊发这些染色体合成成果,其中有4篇来自中国。值得一提的是,我的一个大学同学也参与了Sc2.0并作出了重要贡献,也就是第12号染色体的全化学合成。在文章发表过程中还出现了一个小插曲,本来这个project是三个人共同完成,大家的贡献差不多。其中一个人,被排在了共同一作的第二个,而我的同学排在最后一个。他表示很不服气。于是戴老板就让三个人抽签,结果我的同学就排在一作的第一个,而那个不服的人只能屈居最后。哎,命运有时候就是这么爱捉弄人。

加上2014年合成的一条,至此有6条染色体被人工合成出来。

同时来自中科院的覃重军研究员,创造了世界首例只有一条染色体的酵母生命体。据说,覃研究员这次是跨界行动,不知深浅地一脚踏进去,没想到一举成功。让那些在酵母领域深耕多年的专家唏嘘不已,叹息自己没有这个勇气。

从这开始显现出生物学开始往有分解研究转向系统集成的极限。

继「DNA双螺旋结构」和「人类基因组测序计划」之后,合成生物学(Synthetic Biology)将引发第三次生物技术革命,必将彻底改变以往科学研究的模式。

目前传统生物学似乎已经日暮西山,仅有的几个领域,如神经生物学和结构生物学可能还可以支撑二三十年。合成生物学方兴未艾,它将从基因组开始一路往上,一边探索最简和最佳的生命形式,一边解决之前传统生物学无法解决的问题。Sc2.0计划高效运作模式给国际性大型项目提供了很好的参考模板,从而成为基因组编写计划的重要基础。

因此神经生物学的问题也许需要合成生物学才能彻底解决。当一个大脑被合成出来以后,也许人们就知道意识是如何产生的了,估计需要人工智慧的辅助了。

当然这些都是我的一家之言,大家姑妄听之。最后以先进技术研究院的口号结尾吧。


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