序言:合成生物学前沿研究及转化应用

合成生物学是近年来发展迅猛的新兴前沿交叉学科.作为自然科学与工程之间的桥梁,合成生物学一方面探索并提出新理论,增进人们对自然生命体与工程生命体的基础认知,即"造物致知";另一方面,它还解决工程中面临的方法、技术问题,设计改造乃至创建全新的生命体为人类社会所用,即"造物致用".作为一个兼顾前沿科学探索与国计民生需求的交叉...     

人工智能在合成生物学的应用

生命系统极其复杂,难以精确描述和预测,这给高效设计合成生物系统提出了挑战,故在合成生物系统构建中往往须进行海量工程试错和优化.近年来,人工智能技术快速发展,其基于海量数据的持续学习能力和在未知空间的智能探索能力有效契合了当前合成生物学工程化试错平台的需求,在复杂生物特征的挖掘与生命系统的设计方面具备巨大潜力.该文回顾并...     

计算机图形学的应用及研究前沿

计算机图形学是一门研究计算机图形原理、方法和技术,使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的学科.目前,计算机图形学的应用已经深入到真实感图形、科学计算可视化、虚拟环境、多媒体技术、计算机动画、计算机辅助工程制图等领域.经过30多年的发展,计算机图形学已成为计算机科学中最为活跃的分支之一,并得到广泛的应用.本文将介绍计算机图形学的研究内容、发展历史、应用和图形学前沿的方向.     

新型合成生物学系统

正安捷伦科技公司针对定点突变推出了系列新型合成生物学解决方案——Quik ChangeHT蛋白质工程系统。该系统是一种定点突变解决方案,该方案可以创建设计合理的蛋白质变异体库。对这些变异体进行筛选可使科学家能够快速了解蛋白质结构及其对功能的影响,同时寻找改进的形式,所有这些工作通过一次实验即可完成。QuikChange HT可实现单一氨基酸扫描、位点饱和度扫描和靶向组合突变,其成本仅相当于其他合成基因供应商所提供产品的一部分。     

合成生物学产业发展与投融资战略研究

合成生物学诞生于21世纪初,是多学科交叉的产物,发展迄今已将近20年.合成生物学几乎涉及生物科学研究的所有领域,结合工程学的模块化、抽象化思想,引入新的定量研究方法,提升了人们对生命系统的认知.不同于传统的基础学科或单一技术,合成生物学的复合性,极大地强化了人们对生物应用的能力,并散射到不同的应用版图.目前,合成生物学...     

全球合成生物行业发展前沿分析

合成生物学在经历早期的技术创新和初步商业化探索后,于21世纪的第二个十年迎来了高速发展和商业化落地.该文从市场规模、行业融资和行业发展3个方面对全球合成生物学行业现状进行了梳理和分析.分析显示,在市场规模上,合成生物学市场增长迅猛,但其规模在不同的地理区域和行业领域内均有明显差距;在行业融资上,合成生物学行业投融资趋势...     

人工生命：计算机与生物学交叉的前沿学科

人工生命是具有生命特征的人工系统,是探索生命复杂性的一门新兴交叉性前沿学科.它试图在计算机或其他人工媒介上,以综合的方法研究具有生命本质特征的复杂系统的动态发展过程.本文详细介绍了人工生命的概念、产生过程、发展历史、基本思想以及目前主要的研究方向,指出人工生命为人们揭示自然生命的最本质特征和演化的最基本规律提供了新思路和新方法.     

合成仪器技术的发展及应用研究

合成仪器技术是下一代自动测试系统的使能技术,是保障装备技术的重要组成部分,对装备的现代化起着重要的作用;介绍了合成仪器技术出现的背景、体系结构,重点论述了合成仪器的关键技术,包括上/下变频技术、AD/DA技术、总线技术、仪器互换技术、可重配置技术和系统软件技术,分析了国外合成仪器技术的发展趋势和国外主要仪器公司的典型产品特点,并希望以此促进我国合成仪器技术的发展。     

合成生物学在推动肿瘤细菌疗法临床药物开发中的应用

细菌疗法是肿瘤治疗领域的重要发展方向之一,合成生物学的日益发展为肿瘤细菌疗法提供更多样化、更有效安全的治疗策略.该文概述了细菌治疗肿瘤领域的临床优秀范例,详细介绍了目前的研究进展及面临的瓶颈问题,并围绕肿瘤细菌疗法深入探讨了合成生物学在推动活菌药物临床开发中的应用.此外,针对临床活菌药物的有效性和生物安全性问题,展望了...     

知识定义及转化研究

通过分析已有知识定义和分类,找出知识定义的共性和当前定义存在的不足,以集合形式对知识进行重新定义;剖析知识与数据、信息和智慧之间的关系,给出知识的传播模式,总结基于K-Set定义的知识特性;以K-Set视角对SECI模型进行解读,剖析其作为知识创造模型存在的缺陷。     

合成生物医学应用领域态势分析

合成生物学是生命科学领域的一门新兴热门工程科学,其实质是在工程学思想指导下,按照特定目标理性设计、改造乃至从头重新合成生物体系,通过构造人工生物系统来研究生命科学中的基本问题或应对人类面临的重大挑战,其核心旨在通过研究以期理解生命本质(造物致知)和创造社会经济价值(造物致用).合成生物技术被多国评价为未来的颠覆性技术之...     

Synthetic Biology

Recent progress in various related fields has engendered a new style of biology, named Synthetic Biology, which utilizes concepts from modern engineering to emulate specific cellular functions and their functional combinations. This paper presents an introduction to Synthetic Biology from various viewpoints. First, we survey the concepts and tools from Systems Science along with several issues on social impact. Then, we discuss the recent progress in Molecular Biology that supports Synthetic Biology.

干涉雷达在地学研究中的应用

近年来干涉雷达(Interferometric SAR,INSAR)已经成为合成孔径雷达(SAR)对地观测技术研究的前沿热点之一,其应用领域正在迅速扩大。首先介绍了INSAR的基本原理,接着通过许多实例总结了INSAR在地学研究中的应用,最后,对未来星载INSAR系统作了介绍,并对我国INSAR的发展提出了建议。     

Evolving Genetic Networks for Synthetic Biology

The sibling disciplines, systems and synthetic biology, are engaged in unraveling the complexity of the biological networks. One is trying to understand the design principle of the existing networks while the other is trying to engineer artificial gene networks with predicted functions. The significant and important role that computational intelligence can play to steer the life engineering discipline towards its ultimate goal, has been acknowledged since its time of birth. However, as the field is facing many challenges in building complex modules/systems from the simpler parts/devices, whether from scratch or through redesign, the role of computational assistance becomes even more crucial. Evolutionary computation, falling under the broader domain of artificial intelligence, is well-acknowledged for its near optimal solution seeking capability for poorly known and partially understood problems. Since the post genome period, these natural-selection simulating algorithms are playing a noteworthy role in identifying, analyzing and optimizing different types of biological networks. This article calls attention to how evolutionary computation can help synthetic biologists in assembling larger network systems from the lego-like parts.     

Systems Biology,Synthetic Biology and Control Theory: A promising golden braid

This article provides an overview of how three branches of science, namely Systems Biology, Synthetic Biology and Control Theory might be interlaced to help solve relevant problems in medicine and biotechnology. It aims to provide for control engineers the basic background to understand the roles played (and challenges posed) by these fields during the set up of biological control systems. It also shows how the concepts from Supervisory Control Theory can be adapted to treat cellular control problems.