合成生物學及青蒿合成教學ppt課件

1、 合成生物學及青蒿素合成合成生物學及青蒿素合成 組員：張玉軍組員：張玉軍 王燁王燁 齊培羽齊培羽Contents合成生物學概述1合成生物學原理2青蒿素的合成34IGEM大賽生命生命1.0版本版本 早在早在36億年前，微小的生命就曾經(jīng)誕億年前，微小的生命就曾經(jīng)誕生，他們經(jīng)過自我復制繁衍個體，并生，他們經(jīng)過自我復制繁衍個體，并在遺傳變異和自然選擇下進化成了今在遺傳變異和自然選擇下進化成了今天成百上千的物種天成百上千的物種 生命學家將這種自然演化的有機體稱生命學家將這種自然演化的有機體稱為生命為生命10版本版本生物大家族中的新成員生物大家族中的新成員 不過如今，將會有一些新成員參與到這個生物大家族。

2、在過去這些年里，科學家不斷在嘗試從零開場制造全新的生命方式用化學物質造出合成脫氧核糖核酸，由合成基因，再由基因構成基因組，最終在實驗室造出全新生物體的分子系統(tǒng)，而這種生物體在自然界從未出現(xiàn)過。 由基因工程到合成生物學由基因工程到合成生物學 自人類基因組測序完成之后，自然演化的有機體的基因組圖譜正在以前所未有的速度被繪制完成，而其中的遺傳密碼也將被逐漸解開。合成生物學家以為，他們可以利用這些知信息來設計、打造新生命方式。 在過去，遺傳工程不斷拘囿于對已有的遺傳密碼進展簡單修補改造，比如從一種細菌中提取一個基因，然后植入玉米或豬的染色體。而合成生物學所要打造的生命種類是全新的它不是任何一個原始母細

3、胞的后裔，也沒有哪個物種是它的祖先。其真實本質上，這是一個逆自然的過程。 什么是合成生物學？什么是合成生物學？(1)新的生物零件、組件和系統(tǒng)的設計與建造新的生物零件、組件和系統(tǒng)的設計與建造;(2)對現(xiàn)有的、天然的生物系統(tǒng)的重新設計對現(xiàn)有的、天然的生物系統(tǒng)的重新設計SystemsParts & FabricationDesignToolsRegistriesSynthesisMeasurementQuickTime and aVideo decompressorare needed to see this picture.ApplicationsThe Goal規(guī)范化規(guī)范化底盤機架底盤機

4、架合成生物學的學科根底與運用范圍合成生物學的學科根底與運用范圍數(shù)數(shù)學學物物理理學學工工程程學學生生物物學學計計算算機機科科學學化化學學信信息息學學合 成 生 物 學合 成 生 物 學生 物生 物質 能質 能生物醫(yī)學生物醫(yī)學環(huán)境修復環(huán)境修復精細精細化學品化學品食品食品原料原料生物資料生物資料生物傳生物傳感器感器生物生物計算機計算機 合成生物學運用合成生物學運用 對現(xiàn)有的、天然的生物系統(tǒng)的重新設計對現(xiàn)有的、天然的生物系統(tǒng)的重新設計青蒿素的生物合成青蒿素的生物合成 青蒿素是當今普遍運用的最有效抗瘧疾藥物，與從植物青蒿中直接提取青蒿相比，經(jīng)過生物工程菌如酵母發(fā)酵消費青蒿素，本錢低很多。不僅如此，合成生

5、物學的開展不僅使得青蒿素的合成工藝更加簡單，而且也有助于擴展這種藥物的藥效。 美國科學家合成青蒿素的前體物質青蒿酸 美國加利福尼亞美國加利福尼亞大學伯克利分?；瘜W大學伯克利分?；瘜W工程學的教授工程學的教授Jay Jay KeaslingKeasling及其同事最及其同事最近勝利地用轉基因酵近勝利地用轉基因酵母合成了青蒿素的前母合成了青蒿素的前體物質體物質青蒿酸，青蒿酸，有望大幅添加青蒿素有望大幅添加青蒿素產量，有關論文發(fā)表產量，有關論文發(fā)表在在 雜志上。雜志上。青蒿素的生物合成The process for the microbial production of artemisinin. Us

6、ing synthetic biology經(jīng)過植物青蒿的amorphadiene 合成酶( ADS)密碼子優(yōu)化、共表達SOE4 支配子( 編碼DXS、IPPHp 、IspA) 以及引入異源的酵母菌甲羥戊酸途徑等途徑, 提高了amorphadiene 的產量。對于酵母菌, 主要任務包括改造FPP 合成途徑,引入植物青蒿的amorphadiene 合成酶( ADS)基因, 克隆青蒿類植物轉化amorphadiene 為青蒿酸的細胞色素P450 氧化復原酶等。改造后的菌株使青蒿酸的合成才干大大提高。上述結果可望以低本錢消費抗瘧疾藥物, 用于第三世界地域的疾病治療。16什麼是IGEM?IGEM?國際基

7、因工程機器大賽國際基因工程機器大賽IGEMIGEM IGEM IGEM是是International Genetically Engineered Machine International Genetically Engineered Machine competitioncompetition國際基因工程機器大賽的縮寫，是國際上合國際基因工程機器大賽的縮寫，是國際上合成物學領域的頂級大學生科技賽事。合成生物學史近年來生命成物學領域的頂級大學生科技賽事。合成生物學史近年來生命科學領域的新興方向，其目的是希望經(jīng)過重組現(xiàn)有的基于科學領域的新興方向，其目的是希望經(jīng)過重組現(xiàn)有的基于DNADNA序列的

8、功能組件，如調控序列，序列的功能組件，如調控序列，RNARNA，蛋白質等，實現(xiàn)對生命，蛋白質等，實現(xiàn)對生命科學研討或者對消費生活有意義的新的菌種。這個方向直接搭科學研討或者對消費生活有意義的新的菌種。這個方向直接搭建起了根底生物研討和消費生活實際之間的橋梁，有些成果甚建起了根底生物研討和消費生活實際之間的橋梁，有些成果甚至直接轉化成產品，所以同時遭到了學術界和工業(yè)界的關注。至直接轉化成產品，所以同時遭到了學術界和工業(yè)界的關注。 Timeline2004MIT class2005 MIT class2006 Synthetic Biology Competition(5 teams, 1 country)iGEM 2007 (13 tea