曾正阳 刘心宇 马铭驹 安一硕 张益豪 罗 巍* 夏 霖*

1(深圳市工程生物产业创新中心 深圳 518055)

2(深圳启动子科技有限公司 深圳 518055)

3(中国科学院深圳先进技术研究院 深圳合成生物学创新研究院中国科学院定量工程生物学重点实验室 广东省合成基因组学重点实验室 深圳 518055)

1 引 言

合成生物学(Synthetic Biology)是一门结合了生命科学观察分析方法和工程学设计思维的学科，使人类通过工程方法设计、改造甚至从头合成有特定功能的生物系统[1-2]。DNA 合成和组装技术的发展，以及人们对生命系统认识的不断加深，促成了合成生物学的诞生。从早期对细胞天然调控系统的重现[3]，到各种具有不同动力学性质、不同运算功能的复杂基因线路的构建[4-5]，再到各类工程化改造的生命系统在医疗、环境等应用领域大放异彩，人们对生命系统的设计能力和创造能力都在不断提升。

合成生物学自 21 世纪初诞生以来，其理念和研究范式也在快速发展变化，越来越多的生命科学研究也被拢入合成生物学的大框架内。因此，与其将合成生物学定义为生命科学的一个分支，不如认为其是生命科学技术发展的历史新阶段。不同于传统的基因工程，合成生物学在引入大量的定量研究方法和新的工程手段的同时，也吸纳了其他工程系统中的抽象化思维方式。随着机器学习和深度学习在内的计算和大数据科学的不断发展进步，以及人类对复杂生命系统设计和构建能力的进一步增强，生命科学的巨大潜能得以释放，拓宽了生物产业的边界，也随之撬动了巨大的经济价值。……