谢震教授表示,如果说转基因是给汽车换零件的话,那合成生物学就是改装或是造一辆汽车,因为转基因是对一个基因进行操作,而合成生物学是对多个基因的遗传通路进行系统性设计,具有更强的系统性与工程性。
根据BBC的报告,2015年,全球微生物相关市场已达到1547亿美元,而到2020年,这一规模预计将翻倍,其中最大的客户来自医疗保健业和能源制造业。 据美国联合市场研究报告指出,从 2014 年开始,合成生物学的全球市场在以 44.2% 的复合年均增长率直线上升;到 2020 年,合成生物学的全球市场将达到 387 亿美元。欧洲占最大的市场份额,而亚太地区市场增长最快,复合年均增长率达到 46.4%。 无疑,大规模市场需求的出现意味着颠覆性技术的应用即将成为可能,这也就是Zymergen出现的原因之一。 Zymergen到底是一家什么样的公司? Zymergen公司正是立足于合成生物学的种种优势,利用“所有微生物中的所有分子”,专注于菌株的改善与工业化的转化,向农业、化学与材料、电子科技、香精、保健与药物、家居与工业清洁、个人护理与废物处理等几乎囊括人们生活各方面的诸多行业进军。 但让这家公司如此自信的,还不仅仅是这一新兴学科的耀眼光环。
Zymergen公司的实验室 在合成生物学中,一条代谢通路通常拥有十几或几十个基因表达产物——有些对生产率的改善微不足道,有些却举足轻重,而代谢通路之间也经常存在交流,互相调节。想要成功制造一个工程细菌,一般要经过成百上千次的实验试错,一步步逼近正确答案。 在分子生物学中所提到的代谢通路(metabolic pathway),通常是指某个或某几个基因表达所涉及的全部酶或信号分子。细胞内这些不同代谢通路组成了代谢网络,令生物保持其内环境稳定。 然而,Zymergen的模式却完全不同——他们专门开发了一套机器学习系统——让人工智能技术从浩如烟海的实验数据中进行分析,指出代谢通路的要害,并根据需求找出相应的、能实现特定功能的基因表达,把这个表达写入微生物中,最后生产出所需的微生物,从而避免了繁杂的试错过程。
迷宫——胞的代谢通路汇总 此外,Zymergen雇佣了一支强大的机器人团队,让实验从头到尾每一步实现全部自动化。更妙的是,Zymergen让机器人的输出直接进入机器学习架构的输入,直播,完成无缝对接,极大提高了工作效率。
Zymergen公司的自动化设备 这样一来,Zymergen的工作思路就极为明朗了:从数据中学习,使用机器学习算法辅助设计,建立全自动的实验体系并检测,然后继续使用算法挖掘结果中的有价值数据。整合这个时代最强的三个学科,Zymergen的潜力自然引人关注。
Zymergen工作流程 麻省理工学院的詹姆斯·柯林斯(James Collins)教授接受了DT君的专访。他表示,合成生物学是一个“极其有前途”的学科,作为工具和技术平台可以推动生物学的发展,并促进科学成果的转化。 柯林斯教授认为,Zymergen的优势在于具有强大的工程学团队,可以推动合成生物学对材料科学与工程的贡献。 詹姆斯·柯林斯教授是合成生物学公认的先驱者之一。2000年,受到电子工程学的启发,他在大肠杆菌里构造了一个“触发开关回路”——该回路包含有两个基因,可以在不同状态下切换。不久之后,普林斯顿科学家宣布他们制造了一种可以闪光的荧光细菌。2000年,他与普林斯顿大学的Stanislas Leibler教授在同一期自然杂志上发文,j2直播,阐述了在大肠杆细菌内构建的震荡系统,就此宣告了合成生物学的诞生。
麻省理工学院詹姆斯·柯林斯教授 (责任编辑:本港台直播) |