合成生物学医药应用概览

合成生物学医药应用

1.基因编辑技术推动合成生物学医药应用发展：基因编辑技术可插入、删除或编辑 基因，起到使遗传组合沉默、激活或修饰的效果，在生命科学应用上起到了重要的作用。现有技术各有优劣，互为补充。现存主流技术包括ZFN、TALEN、CRISPR/Cas9 和Meganuclease，在脱靶效应、编程难度、多路复用和送递难度上存在差异 CRISPR/Cas9系统使用标准克隆程序和低聚糖合成，是最易编程的平台，且CRISPR 平台效率高，在非临床研究、临床和农业应用中被广泛使用，但其脱靶效应较为明 显。

2.技术发展推进酶的设计，基于合成生物学的酶设计具有目标性：酶在合成生物学 中为重要标准元件，但天然酶受自然属性限制，难以直接应用，科学家通过对酶进 行设计改造，改变其催化活性、结构稳定性、底物选择性和可溶性表达等，发挥重要 使能作用。传统酶资源挖掘采用菌种筛选、功能宏基因组等技术，研发周期长、成本 高，为盲目性的挖掘。合成生物学对酶的进行规模化研究，基于正向工程学理念，有 导向地进行“设计——构建——测试——学习”。

3.合成生物学为靶点发现提供新思路：合成生物学通过构造人工合成基因电路，实现 细胞网络的精准调控，为疾病治疗和药物靶点发现创造机会，特别是与CRIPSR技术 结合后靶点功能筛选应用前景广泛。

靶点发现准确性、效率均有提高：（1）准确性高：相比于传统靶点筛选方法，合成 生物学筛选不使用化学探针，而使用不需调节药物的细胞内动态调整和表型改变， 可降低假阳性几率。（2）筛选效率提高：CRISPR-CAS系统的应用最为广泛，其高 通量识别能力可提高靶点识别效率。