從智造食品,豐富食品的餐桌文化,到智造材料,創(chuàng)新材料的科技功能,再到智造能源,發(fā)展能源的傳統(tǒng)開發(fā),Z后到智造生命。人們利用合成生物學(xué)的方法和理論,對生命過程和生物體進(jìn)行有目標(biāo)的人工設(shè)計(jì)、改造乃至重新合成,創(chuàng)造出解決食品生產(chǎn)、環(huán)境能源、生物材料、生物醫(yī)藥等問題的微生物、細(xì)胞和蛋白(酶)等新成果。Z終人們利用合成生物學(xué)將Z初異想天開的事情變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),并進(jìn)一步發(fā)展系統(tǒng)生物學(xué)的科學(xué)思維革命,為生物學(xué)基礎(chǔ)研究提供嶄新的思想基石,為生物學(xué)應(yīng)用研究鋪就堅(jiān)實(shí)的前進(jìn)道路。
人類始終在探索自然界中各類生物的基因奧秘:基因維持生物的基本構(gòu)造和性能,它在我們?nèi)庋劭床灰姷牡胤綄⑸艽a復(fù)制粘貼,代代傳遞著生物的種族、外形、膚色與血型,與之一并傳遞的還有生物的生長發(fā)育特性、生老病死規(guī)律乃至性格情緒等。正是這樣的傳遞和延續(xù),延綿著人類的生命,書寫著人類的歷史。人類不斷探索著基因的智慧,并利用基
因智慧來造福社會(huì)。隨著科技的進(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展,人們不再僅僅滿足于生命天然具備的基因智慧,還想利用科技將基因智慧的光芒發(fā)揚(yáng)光大,普照更廣的領(lǐng)域、創(chuàng)造更多的價(jià)值、發(fā)揮更大的作用。于是,在材料學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、工程學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展帶來的技術(shù)支持下,以當(dāng)前合成生物學(xué)為主要技術(shù)載體,科學(xué)家通過對基因進(jìn)行人工設(shè)計(jì)、合成構(gòu)建一些可以按照人類
預(yù)定方式存在的生命體系,從而創(chuàng)造出自然界中原本不存在的生命、發(fā)揮出人類預(yù)期的功能,為人類改造生物和創(chuàng)造生命開辟了一個(gè)全新的方向?茖W(xué)家成功合成了全新的生命,制造了新型資源,利用基因智造的成果改善了生活品質(zhì),解決了科學(xué)難題?茖W(xué)家將基因連接成網(wǎng)絡(luò),讓細(xì)胞來完成設(shè)計(jì)人員設(shè)想的各種任務(wù),這一個(gè)個(gè)創(chuàng)新的過程險(xiǎn)象環(huán)生,卻又創(chuàng)意無窮。事實(shí)證明,基因的智慧創(chuàng)造勢必會(huì)推動(dòng)生物燃料、特種化學(xué)品、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)藥物等的進(jìn)步。在新能源、新材料、人工生命、核酸疫苗、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域,基因智造的巨大作用已初步顯現(xiàn),在可預(yù)計(jì)的將來,生物合成將在生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。從智造食品豐富食品的餐桌文化,到智造材料創(chuàng)新材料的科技功能,再到智造能源發(fā)展能源的傳統(tǒng)開發(fā),Z后到智造生命?茖W(xué)家利用基因編輯、合成生物學(xué)等基因工程技術(shù),有目的地對生命過程和生物體進(jìn)行人工設(shè)計(jì)、改造或重新組合,創(chuàng)造出解決問題的微生物、細(xì)胞和蛋白(酶)等創(chuàng)新型成果,來滿足食品生產(chǎn)、環(huán)境能源、生物材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的需求;蚓拖袷强茖W(xué)家手中的一塊塊積木,通過研究發(fā)現(xiàn),這些基因在生命體內(nèi)正發(fā)揮著各種功能,再根據(jù)人類需要去改造或者組裝,Z終形成一個(gè)個(gè)能夠解除人類生活問題或者滿足人民美好生活愿望的科技創(chuàng)新成果,更好地為人類服務(wù)。
本書將用智造食品、智造材料、智造電子數(shù)據(jù)、智造能源、智造健康、智造生命 6 個(gè)章節(jié),全方位帶你了解基因怎樣在人類社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,同時(shí)帶你遙想未來,看基因智慧將如何輔助人類邁向生物技術(shù)的新紀(jì)元。
鄧子新,微生物學(xué)家,中國科學(xué)院院士,發(fā)展中國家科學(xué)院院士,上海交通大學(xué)教授;
谷曉峰,國家特支計(jì)劃科技領(lǐng)軍人才,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所副所長;
王友華,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所副研究員、科研管理處處長,全國優(yōu)秀科普作品獲獎(jiǎng)作者。
章 智造食品
節(jié) 乳糖不耐受群體的福音基因工程智造乳糖酶
第二節(jié) 奶酪生產(chǎn)的秘密人造凝乳酶的發(fā)展史
第三節(jié) 量身定做的健康肉細(xì)胞培養(yǎng)人造肉
第四節(jié) 奶牛身上擠母乳轉(zhuǎn)人乳蛋白基因牛奶
第五節(jié) 啤酒的誕生神奇的基因工程酵母
第六節(jié) 解酒生力軍新型基因工程益生菌飲品
第二章 智造材料
節(jié) 面向未來的材料結(jié)構(gòu)自組裝 DNA 納米結(jié)構(gòu)
第二節(jié) 折出新世界DNA 折紙技術(shù)
第三節(jié) 顯微鏡發(fā)展的新篇章DNA 顯微鏡
第四節(jié) 活著的機(jī)器人DNA 軟機(jī)器人
第五節(jié) 家蠶變身蜘蛛俠表達(dá)重組牽引絲蛋白智造蠶絲
第六節(jié) 版本升級(jí)進(jìn)行時(shí)活體功能材料
第三章 智造電子數(shù)據(jù)
節(jié) 跨時(shí)代的數(shù)據(jù)硬盤DNA 芯片 DNA 存儲(chǔ)
第二節(jié) 合成生物學(xué)與電子學(xué)的神奇融合生物半導(dǎo)體的研發(fā)
第三節(jié) 延伸的五感DNA 生物傳感器
第四節(jié) 基因身份證DNA 條形碼
第五節(jié) 細(xì)菌裝上太陽能電池板人工智能光合作用技術(shù)
第六節(jié) 讓治療更精準(zhǔn)基因回路控制治療開關(guān)
第四章 智造能源
節(jié) 生物煉油技可再生能源替代礦物燃料
第二節(jié) 高產(chǎn)能的光合細(xì)胞工廠生物乙醇的智造
第三節(jié) 藏在細(xì)胞里的工廠微生物 / 合成高分子生物材料
第四節(jié) 纖維素降解小能手基因工程菌
第五節(jié) 當(dāng)《阿凡達(dá)》變成現(xiàn)實(shí)發(fā)光植物的發(fā)明
第六節(jié) 陰雨天也能發(fā)電細(xì)菌太陽能電池
第五章 智造健康
節(jié) 腸道傷口的創(chuàng)可貼工程益生菌創(chuàng)可貼
第二節(jié) 抗癌新希望人工設(shè)計(jì)改造大腸桿菌
第三節(jié) 酶有農(nóng)藥才健康有機(jī)磷農(nóng)藥降解酶
第四節(jié) 污染被吃掉了重金屬污染的微生物修復(fù)技術(shù)
第五節(jié) 看不見的醫(yī)生醫(yī)用 DNA 納米機(jī)器人
第六章 智造生命
節(jié) 人工合成病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒
第二節(jié) 人造病毒計(jì)中計(jì)病毒樣顆粒疫苗
第三節(jié) 再生醫(yī)學(xué)新技術(shù)誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞技術(shù)
第四節(jié) 藥品宅急送青蛙細(xì)胞智造活體機(jī)器人
第五節(jié) 基因創(chuàng)世紀(jì)人造生命辛西婭
第六節(jié) 飯碗端在自己手里自給自足的大腸桿菌
第七節(jié) 改寫生命的密碼基因創(chuàng)造新生命
第八節(jié) 開啟再造生命新篇章人工合成酵母染色體
第九節(jié) 猛犸復(fù)活記基因克隆技術(shù)
后記
安全之盾基因智造的政策保障
輿論之聲基因智造的倫理監(jiān)管
未來之眼基因智造的繁華世界
參考文獻(xiàn)