合成生物學課題研究方向和內容

分類：課題研究 發表時間：2021-08-13 11:25 瀏覽量：

　　合成生物學課題研究過程較為復雜，研究人員在做課題時，一定要注意實驗管理的法律、法規、技術標準及有關規定，更快更有效的做好課題研究。合成生物學課題研究方向和內容？平臺課題顧問為大家做出了以下幾方面介紹。

　　1. 人工基因組合成與高版本底盤細胞構建

　　1.1 動物染色體設計與合成

　　研究內容：研究豬、小鼠等非靈長類哺乳動物人工染色體的設計原則，發展動物超大人工染色體組裝與轉移技術，開發基于人工染色體的異源免疫調節等技術，構建人工動物染色體的防逃

　　逸擴散技術。

　　1.2 植物人工染色體的設計與合成

　　研究內容：針對大豆、水稻、擬南芥等作物或模式植物，研究人工染色體的設計、組裝原則與技術，發展人工染色體向植物細胞核內轉移技術；開展植物信號轉導通路研究，在模式植物中實現特定功能重塑。

　　1.3 非天然噬菌體的設計合成*

　　研究內容：探索非天然堿基重新譜寫噬菌體密碼的遺傳規律，揭示非天然噬菌體在重要耐藥病原體中的擴展、表達、翻譯、組裝等機制，研究人工噬菌體與宿主互作的分子機制及非天然噬菌體的精準控制基本原理。

　　2. 人工元器件與基因回路

　　2.1 功能性免疫分子的定向改造與人工合成

　　研究內容：以惡性腫瘤等重大疾病的免疫防治為目標，開展功能性免疫分子人工合成的設計原則和技術體系研究；發展快速模塊化設計和改造優化新方法；開發基于體外蛋白合成系統的人

　　工免疫分子篩選技術；研究免疫分子表達鑒定的高通量方法和技術體系；自主研發人工合成免疫分子及相應的新技術和新平臺；提高我國在原創性人工免疫分子設計方面的技術能力，實現功能性免疫分子精準、快速的定向改造與人工合成。

　　2.2 代謝病診療基因回路的設計合成

　　研究內容：設計、構建實時監測體內代謝動態、實時反饋診斷、實時按需給藥的智能化生物診療器件。創建能甄別代謝指標異常響應過程、調節正常代謝的基因回路和定制化細胞。設計、

　　開發新一代基因表達控制開關用于藥物精準表達釋放。研究工程化病毒、細菌或哺乳動物細胞用于代謝疾病診療一體化的基因回路的設計和控制。建立自動化、智能化、數字化精準給藥的代謝疾病診療體系。

　　2.3 微生物光合系統的重構與再造*

　　研究內容：研究微生物光合作用光能吸收系統，光合電子傳遞與碳同化代謝耦合等關鍵機制和過程。研究碳濃縮和固定同化模塊在微生物光合系統中的設計、組裝、調控與適配，優化微生

　　物光合系統，提高微生物光合固碳效率。開展異源組裝光合模塊的底盤細胞研究，包括對真核微生物細胞基因編輯和異源表達開展研究，構建相應的高效底盤細胞。

　　3. 特定功能的合成生物系統

　　3.1 微生物化學品工廠的途徑創建*

　　研究內容：針對傳統化學品或重要生物基產品，創建新反應路徑、碳原子回收、生物能供給、新化合物合成的非自然途徑，研究細胞代謝網絡與非自然途徑回路的互作關系，解決非自然功

　　能模塊在底盤細胞中的適配問題，構建人工途徑的細胞工廠；發展基因編輯重排、代謝進化等技術優化細胞工廠，提高產物轉化率和生產強度；完成重要化學品微生物非自然合成路線的生產中

　　試示范。

　　3.2 新分子的生化反應設計與生物合成*

　　研究內容：根據化學合成原理，研究化學品合成的生化反應機制，創建全新的生化反應，設計新功能分子生物合成與生物難轉化分子的人工生物酶，探索不同類型惰性碳骨架的合成或修飾方法，建立新功能分子生物合成的技術基礎；開展新分子生物催化合成的微尺度規模化制備過程研究，建立新分子合成的生物系統，提高生產效率。

　　3.3 人造蛋白質合成的細胞設計構建及應用

　　研究內容：針對以蛋白質為基礎的功能材料等應用需求，進行蛋白質的結構組分設計與分析，揭示蛋白質序列組成、結構特征與活性功能之間的內在關系；研究合成蛋白質產品相關宿主表達元件與功能模塊的分子基礎與組裝編輯原理，以及蛋白質產品高效合成的代謝與調控機制，解決人造蛋白質合成細胞構建的基礎問題，創建高效人造蛋白合成細胞。

　　4. 使能技術體系與生物安全評估

　　4.1 新一代 DNA 合成技術

　　研究內容：針對 DNA 化學合成的技術瓶頸，開發 DNA 合成的生物酶體外催化技術；開展非模板依賴的 DNA 生物酶合成、特異性堿基連接等研究；開發寡核苷酸合成功能模塊、基于多酶系統的 DNA 合成錯誤修復技術、基于熒光能量共振或激光掃描的 DNA 合成長度檢測功能模塊；研制 DNA 生物合成儀。

　　5. 部市聯動項目

　　5.1 惡性腫瘤治療性疫苗的設計與構建

　　研究內容：開展全合成、安全可控的惡性腫瘤治療性疫苗的理論基礎、設計原則、合成和評價研究；建立腫瘤新抗原的高通量、智能、模塊化篩選方法，研發 AI 算法，輔助人工抗原設計，

　　快速高效標定抗原防治效果；掌握免疫調控器件的設計和制備原則，開發系列模塊化、智能化調控線路及器件。設計合成具有一定通適性的仿生顆粒及細胞器等抗腫瘤疫苗輸送底盤體系，推進治療性疫苗的臨床應用進程。

　　5.2 細胞微環境重編程與疾病機理及其治療的研究

　　研究內容：開發蛋白質元件，特異性識別細胞微環境標志物及時空動態變化的鑒定方法；改進定量時空調控腫瘤細胞外基質分泌的模塊，探索抑制腫瘤增殖和轉移的治療方案；設計骨關節炎各階段微環境的感受器及調節器，改善軟骨細胞及巨噬細胞的生物學性能；基于整合素設計信號線路，改造間充質干細胞，研究定向分化和治療的新策略和產品原型；研究免疫細胞（如嗜中性粒細胞等）在調控腫瘤微環境中的作用及機制。

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文章名稱：合成生物學課題研究方向和內容

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