生物元件的挖掘、改造与标准化.pdf

第23卷 第9期 命科学 Vo1．23．NO．9 2Ol】年9月 ChineseBulletinofLifeSciences Sep．，2011 文章编号：1004—0374(2011)09—0860—09 生物元件的挖掘、改造与标准化 王钱福，严 兴，魏 维，张 磊，钱昌丽，周志华水 f中国科学院上海牛命科学研究院植物生理生态研究所．中科院合成生物学重点实验窀，上海 200032) 摘 要 ：生物元件是合成生物学中的■大基本要素之 一，是合成生物学的基石。现阶段 ，生物元件的挖掘、 鉴定和改造仍然是合成生物学领域的重要研究方向之 一。合成生物学与基因工程和代谢工程最显著的差别 在于能够将大量的生物元件进行快速、随意的组装，而实现这 ‘目标 的前提足将生物元件标准化。目前， 已经有大量基因组被解析，通过这些基 组数据库的注释与功能验证 ，并借助于各种生物信息学软件预测 启动子、终止予、操纵了、转录冈予和转录因子结合位点、核糖体结合位 点以及赁 白质编码区等部件，为 合成生物学提供丰富的生物7己件信息资源。随着兀基闪组技术的兴起，大量未培养微生物中的基因和基因 簇信息被解析，使得我们可以从 占自然界rfJ实际存在微生物总数 99 的未知微生物中挖掘更多的生物元件。 另外，生物元件可 以从 自然界分离出来，也可以对天然生物元件进行修饰、重组和改造后得到新的元件。 酵母是异源蛋 白表达的通用宿主和生物基产品生产的细胞工』，但其本身可用的启动子非常有限，近年来 各国学者在酵母启动子改造和文库构建方面做了很多丁作，该文也将概述酵母启动子改造和在合成生物生 物学研究领域中的应用方面的研究进展 。 关键词 ：合成生物学 ；生物元件 ；琏因组 ；元基因组 ；启动予 ；文库构建 中图分类号 ：O621．33；O812 文献标志码 ：A Screening，modificationandstandardizationofbiological partsforsynthesisbiology WANGQian-Fu，YANXing，WEIWei，ZHANGLei，QIANChang—Li，ZHOUZhi—Hua (KeyLaboratoryofSyntheticBiology,InstituteofPlantPhysiologylandEcology，ShanghaiInstitutesforBiological Sciences，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200032，China) Abstract：Biologicalpartisthefoundationforsyntheticbiology．Seeking，definingandmodilyingofnew biological partsareattractingcommonattentions．Themostsignificantdifferencebetweensyntheticbiologyandgenetic engineeringormetabolicengineeringmustbethattheinterchangeablebiologicalpartsareusedandassembled quicklyinsyntheticbiology，whichhadbettertobestandardizedpreviously．W ithmoreandmoregenomesof differentorganismsbeingsequenced，partssuchaspromoters，terminators，operons，transcriptionalfactorsand transcriptionalfactorbindingsites，ribosomebinding