匯銀資本｜合成生物學究竟是如何工作的？

合成生物學（Synthetic Biology） 顧名思義，是一個合成新生物的學科。維基百科給出的定義是：一個多學科的研究領域，尋求創造新的生物部件、裝置和系統，或重新設計已經在自然界中發現的系統。

基因編輯技術、DNA組裝技術和定向進化技術等共同構成了合成生物技術。

那合成生物學工作是怎麼實現的？

大體步驟是選取靶基因，選取載體，選取受體，靶基因轉入載體，載體轉入受體，拆分開來就是：

1、選取靶基因

在編輯基因前，我們通常要明確這次要將這個生物的特性改造成什麼樣？比如我想讓這個大腸桿菌發綠光。因此我們要確認哪一段基因能轉錄翻譯出發綠光的蛋白質，能夠產生綠色熒光蛋白的基因片段早在前輩們的努力下被收錄在各大生物網站裡（如NCBI），而這個過程我們稱作選取靶基因。

（實驗室中常用的目的片段如熒光蛋白等都可以透過製藥公司購買，因此只有少數情況需要自己製備，此處將不細化展開製備過程）

2、剪下與貼上

靶基因只是一條片段，一條片段是無法轉錄翻譯，生成對應的蛋白質的。所以有了靶基因之後，我們要將它拼到一段完整的“DNA”裡。因此這段“DNA”被稱為載體

（當然在實際操作中我們往往不會選取DNA，原因在於其長度過長，操作不便，因此會選用質粒等其他載體）

基因在被轉錄翻譯時並不是以整條“DNA”為模板，轉錄時有起點，也有終點。為了讓片段被連線進入有效的轉錄區域，我們需要將“DNA”剪開，使片段和“DNA”斷口粘連。我們所用的是一種酶（本質也是一種蛋白質），但是稱這種酶為剪刀也不為過。限制性核酸內切酶對固定的基因位點斷開連線，從而達到“剪刀”的效果。片段與“DNA”斷口的粘連則需要用到DNA引物酶與DNA連線酶。引物酶本質是一種RNA，它類似信標，標記了需要粘連的斷口，然後透過連線酶對兩端進行粘連。

3、轉入受體

最後為了讓這段“DNA”成功轉錄翻譯出蛋白質，同樣，一條DNA是無法單獨產生並表達蛋白質的，因此我們會將它送到一個細胞內，而這個細胞就被稱為受體。

合成生物具體應用