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Synthetic Biology

合成生物学 工程化生命

Design, Build, Test, Learn

  • 代谢工程
  • 基因回路
  • 无细胞系统
  • 细胞工厂
合成生物学

核心指标

  • 0+

    代谢通路设计

  • 0

    生物基产品

  • 0+

    基因回路元件

  • 0+

    产业化项目

Core technologies

核心能力矩阵

从基因编辑到生物制药,全栈生物技术能力覆盖基础研究到产业落地。

  • 代谢工程

    重新设计微生物代谢通路,实现高价值化合物的生物合成。

  • 基因回路设计

    构建可编程的基因逻辑门,实现细胞行为的精确控制。

  • 无细胞系统

    体外重构生物系统,用于快速原型验证和生物制造。

Architecture

DBTL 循环架构

DBTL 循环架构

合成生物学遵循设计-构建-测试-学习(DBTL)的工程化循环,实现生物系统的迭代优化。

  • Design 设计

    利用计算工具设计代谢通路和基因回路,预测系统行为

  • Build 构建

    DNA 合成与组装技术快速构建生物系统原型

  • Test 测试

    高通量表型筛选和组学分析验证系统功能

  • Learn 学习

    机器学习分析实验数据,指导下一轮设计迭代

Roadmap

研发路线图

从基础研究到临床转化的关键里程碑与项目节点。

  1. Phase I已完成

    代谢通路设计平台

    完成 AI 驱动的代谢通路自动设计平台,支持 500+ 化合物的通路预测。

    代谢通路设计平台
  2. Phase II进行中

    高产菌株工厂

    建成微生物细胞工厂中试平台,实现 10 种高价值化合物的中试生产。

    高产菌株工厂
  3. Phase III规划中

    人工细胞构建

    启动最小基因组人工细胞项目,构建具有自主代谢能力的人造生命体。

    人工细胞构建

Use cases

应用场景

从实验室研究到产业落地,覆盖生物科技全应用域。

生物制造

  • 生物基材料

    微生物发酵生产可降解塑料、生物纤维等绿色材料

  • 天然产物合成

    酵母细胞工厂合成青蒿素、紫杉醇等珍贵药物前体

  • 生物燃料

    工程化微藻和细菌生产第三代生物燃料

治疗应用

  • 活体生物药

    工程化细菌作为活体药物,靶向治疗肠道疾病和肿瘤

  • 基因回路疗法

    可编程的基因回路控制治疗性蛋白的时空表达

环境治理

  • 生物修复

    工程化微生物降解塑料、重金属等环境污染物

  • 碳捕获

    人工光合系统和固碳微生物实现高效碳固定

Case studies

案例研究

从实验室到临床、从研发到产业的真实案例前后对比。

  • 酵母合成青蒿素

    制药

    酵母合成青蒿素前体

    工程化酵母菌株高效合成青蒿酸,替代植物提取的青蒿素生产方式。

    改进前

    依赖植物种植,供应不稳定

    改进后

    发酵生产,产量提升 10 倍

    • 产量提升 10x
    • 成本降低 60%
  • PHA 生物塑料

    材料

    工程菌生产生物可降解塑料

    合成生物学构建的工程菌株以糖类为原料生产 PHA 生物可降解塑料。

    改进前

    石油基塑料,白色污染

    改进后

    生物基可降解,6个月完全分解

    • 降解周期 6个月
    • 碳减排 70%
  • 活体生物药

    医疗

    活体生物药治疗肠道炎症

    工程化益生菌在肠道原位分泌抗炎因子,治疗炎症性肠病。

    改进前

    全身免疫抑制,副作用大

    改进后

    局部精准递送,副作用显著降低

    • 缓解率 65%
    • 副作用 降低 80%

Synthetic Biology

生物回路与细胞工厂

基因回路设计、代谢通路工程、无细胞合成系统与底盘细胞构建等技术模块说明。

  • 代谢工程

    核心

    通过基因敲除、过表达和异源通路引入,重新编程微生物代谢流。

    • 通路设计

      利用算法预测最优代谢通路,平衡碳流和能量供给

    • 动态调控

      生物传感器驱动的基因表达动态调控,避免代谢中间体积累

    • 辅因子工程

      优化 NAD(P)H/ATP 等辅因子供给,提升通路效率

    代谢工程
  • 基因回路

    前沿

    借鉴电子工程理念,构建可编程的基因逻辑控制元件。

    • 逻辑门

      AND/OR/NOT 等基因逻辑门实现复杂的信号处理

    • 振荡器

      基因振荡器产生周期性基因表达,用于时序控制

    • 正反馈回路

      双稳态开关实现细胞状态的记忆和切换

    基因回路

FAQ

常见问题

技术原理、应用边界与工程现状说明。

通用

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