《合成生物學》課件.ppt

1、合成生物學(Synthetic biology)(概念、原理、應用),馬飛,人工染色體(技術),BAC(細菌人工染色體)：Bacteria 以細菌作為對象，將DNA片段與質粒重組后轉入細菌中繁殖 YAC(酵母人工染色體)：Yeast 以酵母作為對象 PAC(噬菌體人工染色體)：Phagemid 以噬菌體作為對象 TAC(可轉化的細菌人工染色體) MAC(哺乳類人工染色體) ,合成生物學應運而生,Synthetic Biology,What is Synthetic Biology?,Taking an engineering approach to design and applying it

2、 to Biology 使用工程策略設計并應用于生物學,What is Synthetic Biology? 1. Biology 2. Chemistry 3. Engineering 4. Re-Writing,Biologists Chemists Engineers “Re-Writers”,“The code is 3.6 billion years old. Its time for a re-write.” -Tom Knight,Biology “Test models by building them”,合成生物學,指人們將“基因”連接成網絡，讓細胞來完成設計人員設想的各種任

3、務。 例如把網絡同簡單的細胞相結合，可提高生物傳感性，幫助檢查人員確定地雷或生物武器的位置。 再如向網絡加入人體細胞，可以制成用于器官移植的完整器官。,人工合成脊髓灰白質炎病毒cDNA,美國紐約大學Wimmer 實驗室于2002年報道了化學合成 脊髓灰白質炎病毒cDNA，并用RNA聚合酶將它轉 成有感染活力的病毒RNA。 開辟了利用已知基因組序列，不需要天然模板，從化合物單體合成感染性病毒的先河。,Wimmer從裝配平均長度為69 bp的寡核苷酸入手，結合了化學合成與無細胞體系的從頭合成，用了3 年時間完成了這個劃時代的工作。,Venter 實驗室發(fā)展了合成基因組, X-174 噬菌體基因是單

4、鏈環(huán)狀 DNA，是歷史上第一個被純化的DNA 分子，也是第一個被測序的DNA分子。 X- 174 噬菌體對動植物無害，是合適的合成研究對象。 美國Venter 實驗室發(fā)展了合成基因組的工作， 該實驗室只用兩周就合成了 X-174 噬菌體基因 (5,386bp) 。 Venter實驗室的技術改進主要有： (1)用凝膠來提純寡核苷酸以減少污染； (2) 嚴格控制退火連接溫度來防止與不正確的序列發(fā)生連 接； (3)采用聚合酶循環(huán)裝置來裝配連結產物。,合成生物學國際會議,2004 年6 月在美國麻省理工學院舉行了第一屆 合成生物學國際會議。 會上除討論了科學與技術問 題外，還討論了合成生物學當前與將來

5、的生物學風險，有關倫理學問題，以及知識產權問題。 隨著這個領域的發(fā)展，對于合成生物學的安全性的考慮愈來愈多。 現在不僅通過合成生成病毒，而且已經可以合成細菌。,合成生物學開辟了設計生命的前景,一方面有可能合成模仿生命物質特點的人工化學系統(tǒng)；另一方面也可能重新設計微生物 如Keasling 實驗室向大腸桿菌中導入青蒿與酵母的基因，使大腸桿菌能在調節(jié)下合成青蒿素，從而顯示了有效而價廉的治療瘧疾的前景 合成生物學今后將能生成自然界不存在的新的微生物。,應用示例,Schultz 實驗室研究向大腸桿菌蛋白質生物合成裝置中添入新組份，使之能通過基因生成非天然的氨基酸，結果取得了成功。但是要在真核細胞做到這

6、一點還有難度。 2003年，Schultz 實驗室報道了一種向酵母加 入非天然氨基酸密碼子的方法，成功地向蛋白質中導入了5 種氨基酸。 目前，能摻入到蛋白質的非天然氨基酸已有80多種。 今后將可以直接向蛋白質導入順磁標記、金屬結合、光敏異構化等的氨基酸，促進蛋白質結構與功能的研究。,應用示例,Brenner 提出向細胞DNA中摻入天然不存在的堿基來發(fā)展人工遺傳系統(tǒng), 支持人工生命形式。 合成生物學也將對生命起源，其他生命形式的研究作出貢獻。,控制生命,目前，研究人員正在試圖控制細胞的行為，研制不同的基因線路即特別設計的、相互影響的基因。 波士頓大學生物醫(yī)學工程師科林斯已研制出一種“套環(huán)開關”，

7、所選擇的細胞功能可隨意開關。 加州大學生物學和物理學教授埃羅維茨等人研究出另外一種線路： 當某種特殊蛋白質含量發(fā)生變化時，細胞能在發(fā)光狀態(tài)和非發(fā)光狀態(tài)之間轉換，起到有機振蕩器的作用，打開了利用生物分子進行計算的大門。,維斯和加州理工學院化學工程師阿諾爾一起，采用“定向進化”的方法，精細調整研制線路，將基因網絡插入細胞內，有選擇性地促進細胞生長。,發(fā)展方向,維斯目前正在研究另外一群稱為“規(guī)則系統(tǒng)”的基因，他希望細菌能估計刺激物的距離，并根據距離的改變做出反應。 該項研究可用來探測地雷位置(TNT：生物傳感器)。,維斯另一項大膽的計劃是為成年干細胞編程 促進某些干細胞分裂成骨細胞、肌肉細胞或軟骨細

8、胞等，讓細胞去修補受損的心臟或生產出合成膝關節(jié)。 盡管該工作尚處初級階段，但卻是生物學調控領域中重要的進展。,J. Craig Venter：基因組替換,成功利用基因組取代技術，將一種細菌改變?yōu)榱硪环N與之親緣關系較為緊密的另一細菌。這種由J. Craig Venter 進行的 “移植(transplantation)”技術，有望將合成基因組插入細胞，用于生產合成生命。 用Mycoplasma mycoides的基因組取代與之關系密切的 Mycoplasma capricolum的基因組 C. Lartigue et al. Genome transplantation in bacteria:

9、 Changing one species to another Science, June 28, 2007.,人類歷史上第一個人造染色體合成成功,美科學家稱“人造生命”技術已被掌握 最具爭議的美國著名科學家克雷格文特爾宣布，他的研究小組已經合成出人類歷史上首個人造染色體，并有可能創(chuàng)造出首個永久性生命形式，以此作為應對疾病和全球變暖的潛在手段。 該研究部分由美國能源部出資，希望藉此研制出新型環(huán)保燃料。由文特爾召集，諾貝爾醫(yī)學獎獲得者漢密爾頓史密斯領導的研究小組在這方面已經進行了5年研究。 文特爾已用化學藥品在實驗室中研制出一種合成染色體。,文特爾研究小組研制出的這種新型染色體即實驗室合成支原

10、體(Mycoplasma laboratorium)，是一種經過簡化拼接的生殖支原體(Mycoplasma genitalium)DNA序列，他們將這種合成支原體移植到活細胞中，使之在細胞中起主控作用，變換成一種新的染色體。 按照實驗計劃，最終這個染色體將控制這個細胞并變成一個新的生命形式。 這種新單細胞生物體被命名為“合成器”，受381個基因控制，包含56萬個堿基對。這些基因是維持細菌生命所必備的，使它能夠攝食和繁殖。由于新的生物體是在現存生物體上搭建，其繁殖和新陳代謝仍然依賴原來生物體的胞內機制。 從這一角度看，它并非完全意義上的新型生命形式。但這種給特定基因賦予特定任務的觀點已被眾多生物

11、學家廣泛接受。,“這是人類自然科學史上一次重大進步，顯示人類正在從閱讀基因密碼走向有能力重新編寫密碼，這將賦予科學家新的能力，從事以前從未做過的研究?！?他希望這項突破有助于發(fā)展新能源，應對氣候變化造成的負面影響。如創(chuàng)造出具有特殊功能的新微生物，可被用作替代石油和煤炭的綠色燃料，或用來幫助清除危險化學物質或輻射等；還可用來合成能吸收過多二氧化碳的細菌，為解決氣候變暖貢獻力量。,然而制造永久生命形式的前景極具爭議性，有可能激起道德、倫理等方面的激烈辯論。 加拿大生物倫理學組織ETC團體主任帕特穆尼說，文特爾制造出了“一個基架，在此基架上人們幾乎可以制造出任何東西”，“它可以用于研究新型藥物，也可

12、以用于對人類產生巨大威脅的生物武器”。,2009：Venter：Science,把蕈狀支原體的基因組加以改造，使它能夠終移植到山羊支原體內，形成了一個新的蕈狀支原體細胞。 這也是今年這篇科研論文的雛形，在國外的科學媒體上曾經引發(fā)熱烈的討論。,2010年的重要大事：“人造生命”誕生,John Craig Venter攪亂了(生命)科學界,用化學合成的基因組構建一個細菌細胞,Venter的實驗http:/www.science-,實驗對象：蕈狀支原體。 支原體是已知的可以自由生活的最小生物,也是最小的原核細胞。 是一種原核微生物, 內部結構很簡單，基因組僅有一百多萬堿基對，遠小于真核生物基因組十億

13、級的堿基數量，這也是Venter選擇操作它的原因。 Venter早在1995年就對生殖支原體測序，并致力于研究維持自由生命的最小基因組。 在2008年，Venter的團隊合成了長達59萬堿基對的生殖支原體基因組。 此后，他們選擇生長速度更快的蕈狀支原體來做實驗。 如果僅僅從技術上來說，Venter做了一個無懈可擊的實驗，“人造生命”思路和流程都做得無懈可擊。,三個步驟：合成、組裝和移植,合成 ： 蕈狀支原體的基因組是一條大片段的DNA分子，序列是A、T、G、C四種脫氧核糖核苷酸的排列組合。 通過實驗確定維持其生命周期的最小基因組，并加上4個“水印基因”作為標記。 用計算機精確計算需要合成DNA

14、分子序列，并用化學方法合成A、T、G、C堿基，并使其按所要求序列延伸。 這是它被稱為“人造生命”或者“化學合成”的關鍵。 Venter用化學方法合成了一千多個約1kb的DNA片段，作為這次組裝的基本材料。,組裝： 因為合成生物學技術上的局限，不能直接合成上萬堿基對的DNA大分子，所以Venter等人巧妙地借助啤酒酵母和大腸桿菌的幫助，把1Kb的DNA分子有序準確的連成超過1000kb的片段。 移植： Venter等把這個合成基因組移植到不含限制性酶切系統(tǒng)的山羊支原體中，基因組能使用后者的酶系統(tǒng)進行自我復制，經過多代繁殖后，長成的菌落已經純粹由蕈狀支原體組成。,Venter：“創(chuàng)造了一個計算機為

15、父母的生命”,JCVI：將8個由60個核苷酸組成的DNA片段，首次人工合成實驗老鼠的線粒體基因組,使用8個只含有60個核苷酸的DNA片段，讓它們同酶和化學試劑的混合物相結合，在50下孵化1小時，5天內合成出了實驗鼠的線粒體基因組，得到的基因組能夠糾正具有線粒體缺陷的細胞內的異常。,用途：生物能源、生物除污,Venter下一步的計劃就是合成某種海藻基因組，這種新型海藻可以通過光合作用把空氣中的二氧化碳轉化成汽油或者柴油等清潔能源，從而有效解決目前的氣候變化和能源危機。 疫苗、藥物、生物能源、生物除污等,What is Synthetic Biology?,從原理角度來看,Synthetic Bi

16、ology,Undergraduates in Synthetic Bio.,international Genetically Engineered Machines,/registry/index.php/Main_Page,Lego Assembly for DNA Parts,/registry/index.php/Assembly:Standard_assembly,Self-organized Pattern Formation,What can you make in SB?,Arsenic Detect

17、or,膿毒癥,砷,Modifying life,Biotechnology Techniques that use living organisms or parts of organisms to produce a variety of products (from medicines to industrial enzymes) Genetic Engineering Introduction of genetic changes (add, modify, delete) into an organism to achieve some goal Synthetic Biology C

18、reate novel biological functions and tools by modifying or integrating well-characterized biological components (i.e. genes, promoters) into higher order genetic networks,Synthetic Biology History,1970 First gene synthesized from scratch (alanine tRNA) 1978 Nobel prize awarded to Werner Arber, Danie

19、l Nathans and Hamilton Smith for the discovery of restriction enzymes 1978 (Boyer at UCSF) A synthetic version of the human insulin gene was constructed and inserted into the bacterium E. coli. 1980 Kary Mullis invents PCR 1991 Affymetrix chip-based oligonucleotide synthesis 2003 First iGEM competit

20、ion, creation of standardized parts libraries at MIT,Biotechnology 1.0 Research Workflow,1. Concept,2. Collect DNA fragments (PCR, isolation, vendors, etc),6. Transform,7. Test,3. Bench work,5. Verify DNA,4. Sequence,DNA synthesis costs are dropping,For example the bacteria Mycoplasma genitalium has

21、 the smallest genome out of all living cells: 517 genes over 580 kb. Minimal costs of oligo creation (not including error-checking): Mid 1990s: $1/bp = $580,000 Circa 2000: $0.35/bp = $203,000 2006: $0.11/bp = $63,800 Ambitious prediction of not-too-distant future (Church et al, 2004): $0.00005/bp =

22、 $29,Synthesis lengths are increasing,Commercial DNA Synthesis Companies,Data Source: Rob Carlson, U of W, Seattle,Bioneer South Korea,Cinnagen Tehran, Iran,Takara Biosciences Dalian, China,Inqaba Biotec Pretoria, South Africa,Fermentas Vilnius, Lithuania,Bio S DNA breaks Adaptation: Fix it! Side be

23、nefit: extreme radiation resistance D. Radiodurans: incredible resistance,Other extremophiles,Desert Varnish exists in the driest places on Earth Varnish includes bacteria that: Arrange clay and manganese above them to shield them from the elements; oxidize Mn to produce ATP Are great for showing wh

24、ere pollutants in water exist or where off-road vehicles stir up alkaline dust.,Lichens a symbiosis of fungi and algae Dry out completely and photosynthesize only when wet The first step in creating soil out of rock (e.g., Sierra Nevada: polished by glaciers 12 kyr ago, heavily wooded now.) Edible!

25、(Manna?),Xerophiles,Piezophiles organisms that live at high pressure(高氣壓) Pressure increases by 1 atm (= 15 pounds per square inch) every 10 meters in water, or every 5 meters in rock. Benefit: Water is liquid for a higher range of temperatures as the pressure goes up this allows liquid water to ten

26、s of kilometers depth T goes up 25 C per km in crustso 121 C = about 4 km Problem: Pressure changes the packing of DNA and membrane lipids Problem: Pressure inhibits reactions that lower the density (more products than reactants) Adaptation: ? Life in Vacuum 1964: Surveyor 3 camera in space for 2.6

27、years, unprotected. On returning from the Moon, viable streptococcus bacteria are cultured from it!,More extremophiles,Longevity Viable microbes from ice cores (Lake Vostok) up to 20 Myr From bee abdomens in amber 25 Myr From salt in salt mines many Myr (controversial) Multicellular extremophiles? T

28、artigrades (water bears): in a dry (tun) state, can withstand temperatures up to 151 C, X-rays, vacuum, and pressures of 6000 atmospheres. Life without light? Autolithotrophic communities: (SLiMe) Basalt rock & water: has C,N,O,H, S just need energy Energy from oxidation of S & H and reduction of S

29、and nitrates. Note: life had to be like this before photosynthesis was invented.,More amazing life,Summary,Creating biological circuits may teach us as much about life as trying to reverse-engineer them (learn by doing) The keys to SB are abstraction, isolation of design & fabrication principles and

30、 modularity,Synthetic Biology,Sergio Peisajovich Lim Lab June 2007,Synthetic Biology,What is Synthetic Biology?,It is an emerging field of biology that aims at designing and building novel biological systems.,The final goal is to be able to design biological systems in the same way engineers design

31、electronic or mechanical systems.,Why do we need it?,“What I cannot create, I do not understand.” - Richard Feynman,無法創(chuàng)造的東西，我無法理解只有通過創(chuàng)造才能理解。不能理解的東西，我無法創(chuàng)造。 What I cannot create I do not understand. 美國物理學家理查德費曼,Synthetic Biology,Why do we need it?,Cells are the ultimate Chemical Factory.,Synthetic Bio

32、logy,1- Biology is hierarchical,Is it achievable?,Synthetic Biology,2- Biology is Modular,Is it achievable?,Synthetic Biology,Hierarchy and Modular (recurrent) organization allows biology to be understandable and synthetic biology to be possible.,Is it achievable?,Synthetic Biology,A possible hierar

33、chy for synthetic biology,Synthetic Biology,Biological Components: 1-Parts,Synthetic Biology,Biological Components: 2-Devices,Synthetic Biology,Biological Components: 3-Systems or Modules,Synthetic Biology,Biological Components: 3-Systems or Modules,Basu et al (2005) Nature, 434: 1130-4,Synthetic Bi

34、ology,Biological Components: 3-Systems or Modules,Synthetic Biology,Biological Components: 3-Systems or Modules,Synthetic Biology,For synthetic biology to become a form of engineering it will be necessary to achieve precision and reliability. Factors preventing this: 1- Incomplete knowledge of biolo

35、gy. 2- Inherent functional overlap (parts with many -some unknown- functions, some of which are detrimental to the goal in mind. 3- Incompatibility between parts. 4- Parts functionality depends on context.,Synthetic Biology as Engineering,2- CI represses expression of unrelated host genes,3- LuxR in

36、teracts with CI and blocks its function,4- GFP is non-fluorescent in host,Synthetic Biology,Synthetic Biology as Engineering,Standard Parts,Parts should not have multiple functions (One subunit of T7 phage DNA polymerase is actually E. coli thioredoxin),Parts should not encode multiple functions,Syn

37、thetic Biology,Synthetic Biology as Engineering,Standard Parts,Different parts should be compatible,Parts should work in different contexts,Synthetic Biology,Synthetic Biology as Engineering,Standard Parts,Standardized parts could be easily exchanged between different devices (as well as between dif

38、ferent laboratories),Synthetic Biology,Synthetic Biology as Engineering,Abstraction,DNA TGCATGCTGATATACGGCTCGAT,Parts,Devices,Systems,Yeast & Cloning,Sergio Peisajovich Lim Lab June 2007,Experimental Lab,Why Yeast?,The yeast Saccharomyces cerevisiae (also called “bakers yeast”) is probably the ideal

39、 eukaryotic microorganism for biological studies. Yeast genome: fully sequenced and easy to manipulate. Basic mechanisms of yeast cell biology (such as DNA replication, recombination, cell division and metabolism) are highly similar to that of higher organisms (including humans).,Experimental Lab,Ye

40、ast Life Cycle,Experimental Lab,Yeast: Ideal Platform for Synthetic Biology,Add parts, devices or even modules (in an “extra-genomic” format -plasmid-based- or “integrating” them within the yeast genome. Delete specific yeast genes, to remove “background” or interference. Add “reporter genes” to mon

41、itor in real time the function of the synthetic parts/devices/modules under study. Life cycle fast enough so that we could do all these genetic manipulations in a reasonable amount of time.,Experimental Lab,Yeast: Adding parts in plasmids,Experimental Lab,Yeast: Adding parts in plasmids,growth in se

42、lective medium,Experimental Lab,Yeast: Adding parts into the genome,Homologous recombination allows genomic integration, but we still need to select:,Experimental Lab,Yeast: Adding parts into the genome,Part/Device/Module,URA3,plasmid,Digest with specific restriction enzyme,Part/Device/Module,plasmi

43、d,Linear DNA, ready for yeast transformation and integration,Part/Device/Module,URA3*,Homologous Recombination,Yeast Chromosome,Incoming Linear DNA,URA3*,URA3,Part/Device/Module,Integration (Note that 2 copies, one defective and one functional, of the marker are generated),Yeast Chromosome,Experimen

44、tal Lab,Yeast: Adding parts into the genome,URA3,plasmid,URA3,PCR product,Linear DNA, ready for yeast transformation and integration,yfg,Homologous Recombination,Yeast Chromosome,URA3,Integration (yfg is now disrupted),Yeast Chromosome,URA3,Experimental Lab,Combinatorial Cloning,A,B,B,C,C,D,A,D,A,D,

45、Experimental Lab,Combinatorial Cloning,Based on Type IIs restriction enzymes,Combinatorial Cloning,Experimental Lab,Combinatorial Libraries,Experimental Lab,Synthetic Biology as Engineering,Engineering Negative Feedback Loops,Negative Effectors to be used: OspF (MAPK Phosphothreonine Lyase) YopJ (MA

46、PKK Ser/Thr acetylase) YopH (MAPK Tyr phosphatase) Promoters to be used: Constitutive expression (Adhp, CycIp, Ste5p) Inducible by pathway activation (STLp, Fig1p) Protein-interaction domains: Leucine Zippers (high and medium affinities, some with degradation motif),Prom,Tag,Effector,Zipper,Term,Exp

47、erimental Lab,Synthetic Biology as Engineering,Engineering Negative Feedback Loops,1- Combinatorial Cloning in Bacteria 2- Transfer Constructs into Yeast 3- Analyze Pathway Behavior,Experimental Lab,Synthetic Biology as Engineering,Engineering Negative Feedback Loops,1- Combinatorial Cloning in Bact

48、eria DONORSACCEPTORS,Prom,Tag,Effector,Zipper,Term,Experimental Lab,Synthetic Biology as Engineering,Engineering Negative Feedback Loops,1- Combinatorial Cloning in Bacteria,Experimental Lab,Synthetic Biology as Engineering,Engineering Negative Feedback Loops,2- Transfer Constructs into Yeast 3- Ana

49、lyze Pathway Behavior FACS Microscopy,基因未來可能成標準件 新物種將像電腦般被組裝,將一個青蒿基因植入大腸桿菌，改造后的大腸桿菌制造出一種中間化合物，這種化合物經過數步處理就能成為青蒿素的原料-青蒿酸。 把一種特殊的酶植入酵母后，酵母把前面提到的中間化合物改造成了青蒿酸。 可以說，通過微生物工業(yè)生產青蒿素的技術鏈條已經基本成形，只剩下最后一層窗戶紙了。 意味著青蒿素的價格將下降90%，意味著更多的人將可能活下來,克隆羊多利的誕生,胚胎羊,乳腺上皮細胞 (提供DNA),母羊,除去細胞核的卵母細胞(受體),體外融合,植入受體母羊,首個人造物種問世 意義將超過克

50、隆羊,文特爾在破解人類基因組的計劃中起了重要作用 “人造物種”對大部分人來說還是一個陌生的概念，但在生物學界已經是炙手可熱的新型研究領域。 曾在破解人類基因組計劃中起到重要作用的美國科學家克雷格文特爾再次走到了前列。,能吃CO2的細菌,采用合成生物學的辦法將攜帶特定遺傳密碼的DNA片段合成最小、最簡單的基因組，并將該基因組植入已經去掉遺傳密碼的細菌體內，形成新的微生物，然后觀察它們是否能激活，進行新陳代謝和繁殖。 這種細菌能吸收二氧化碳，減輕溫室效應，還能產生氫氣和生物能源。,將遺傳因子植入大腸桿菌進行攝影,美國加州大學舊金山分校和得克薩斯大學的研究者成功地利用轉基因大腸桿菌拍攝了研究小組成員

51、的肖像。 這是在合成生物學領域人類所取得的一個新的成果。 大腸桿菌是一種容易引起食物中毒的細菌，但經過轉基因處理，它卻具有了與照相機的膠卷幾乎一樣的成像本領。 舊金山分校29歲的克里斯.博伊特是本次研究的主要帶頭人。,他的研究小組將經過光的反應可以釋放出黑色化合物的海藻的遺傳基因采集下來，植入大量的大腸桿菌之中。 然后再將這些被植入了遺傳因子的大腸桿菌放入一個培養(yǎng)器皿中，送入培養(yǎng)器中進行培養(yǎng)。 之后，從培養(yǎng)器的上面，用功力很強的投影儀將研究小組成員的畫像投影上去，使細菌的一部分感光。 結果，“拍攝”下來研究小組的畫像就像從前的黑白照片一樣，雖然有些朦朧，當人樣子還是出來了。 博伊特說，像素大約

52、為100萬，可達高性能打印機的十倍。,Do-It-Yourself Biology,Synthetic Biologist Drew Endy: Programming Living Systems,微軟公司涉足合成生物學,獲得首筆資助的研究人員來自加拿大的英屬哥倫比亞大學和美國的哈佛大學、約翰霍普金斯大學、加州理工學院等 他們的研究方向包括研制下一代的克隆方法、創(chuàng)建讓DNA 折疊成更復雜形狀的計算機密碼、使用可設計編程的層疊鍵，讓DNA 折疊變得更大、更復雜，并具有結構重建的特性。,合成生物學國際基因工程機器設計大賽研討會在天津大學召開,2007年4月16日-17日，合成生物學與國際基因工程

53、機器設計大賽(international Genetically Engineered Machine competition簡稱iGEM)研討會在天津大學召開。 合成生物學作為一門迅速成長的新生學科，一經興起便引起了世界知名學府的廣泛關注，M.I.T.于2003年基于合成生物學的思想發(fā)起了iGEM大賽，并將其在2005年迅速升級為世界范圍的比賽。哈佛，劍橋，普林斯頓無不對此表現出極大熱衷，參賽者充分發(fā)揮自己的創(chuàng)意，用生物系統(tǒng)中的基本組件(基因，蛋白質等)合成出具有某些特定生物學功能的基因電路。 已有不少經典案例如生物底片，生物傳感器等體現了合成生物學的最高水平或者成功應用于解決環(huán)境健康等國際問題。,北京大學代表隊獲得iGEM比賽唯一大獎