尽管人工合成淀粉的实验已经成功 ， 其理论产率也高于传统合成方式 ， 但目前还处于实验室阶段 ， 实际产量尚未达到工业化合成的水平 ， 还需实现从“0到1”的概念突破到“1到10”的转换 。 如何优化人工合成淀粉的能量利用效率和合成速率 ， 如何降低成本实现工业化生产是科研团队今后要攻克的目标 。
合成生物学应用前景广阔
人工合成淀粉的背后 ， 是国内外合成生物学近年来的突飞猛进 。
合成生物学也被称为“工程生物学” ， 旨在阐明并模拟生物合成的基本规律 ， 设计并构建新的、具有特定生理功能的生物系统 ， 从而建立药物、功能材料、能源替代品等的生物制造途径 。 合成生物学是生命科学在21 世纪新的分支学科 ， 打开了从非生命的化学物质向人造生命转化的大门 ， 为探索生命起源与进化开辟了崭新的途径 。
近年来 ， 江苏高校和科研院所在合成生物学领域成果不断 。 来自西交利物浦大学生物科学系的大学生通过将基础的基因模块植入细胞体内 ， 构造出一个复杂的生物系统 ， 为肠道内金黄色葡萄球菌的感染提供了新的治疗方法 。
据了解 ， 金黄色葡萄球菌属于毒性极高的细菌 ， 一旦侵染肠道 ， 便会造成严重腹泻 ， 甚至死亡 。 而抗生素的滥用导致很多此属细菌已对多种类型的抗生素产生抗药性 ， 因此金黄色葡萄球菌感染是目前临床治疗上一个尚待解决的难题 。
“我们的想法是通过基因改造乳酸乳球菌 ， 使之在金黄色葡萄球菌特有的群体感应系统的影响下 ， 近距离分泌出具有极强杀伤作用的抗菌肽 ， 来杀死金黄色葡萄球菌 。 ” 西交利物浦大学生物科学系学生龚依静介绍说 ， “此外我们还利用逻辑门对整个生物回路进行有效的调控 ， 这样既能治愈金黄色葡萄球菌感染 ， 又能使益生菌栖居肠道 ， 调节微生态平衡 。 ”
作为科学界的新生力量 ， 合成生物学进展迅速 ， 并已在化工、能源、材料、农业、医药、环境和健康等领域展现出广阔的应用前景 。 据介绍 ， 合成生物学的主要研究内容分为三个层次：一是利用现有的天然生物模块构建新的调控网络并表现出新功能；二是采用从头合成方法人工合成基因组DNA；三是人工创建全新的生物系统乃至生命体 。 举例来看 ， 合成生物学能利用大肠杆菌生产大宗化工材料 ， 摆脱石油原料的束缚；利用酵母菌生产青蒿酸和稀有人参皂苷 ， 降低成本 ， 促进新药研发；工程菌不“误伤”正常细胞 ， 专一攻击癌细胞；创制载有人工基因组的“人造细胞” ， 探究生命进化之路；利用DNA储存数据信息并开发生物计算机等等 。
合成生物学的发展离不开科研人员的创新 ， 任何一项科学技术从实验室到工业的转化 ， 都需要时间和积累 。 科学上的伟大突破未必一定会在应用上取得成功 ， 但都让人类向着真理更近了一步 。 未来 ， 无论人工合成淀粉能否产业化落地 ， 科学家都为人类找到了一条崭新之路 。
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