人工合成型

人工合成型又稱合成型即Synotype，是指利用生物信息學手段對DNA進行分析和設計，利用化學和分子生物學手段對DNA分子進行重造或改變得到的DNA總和。

基本介紹

• 中文名：合成型或人工合成型
• 外文名：Synotype

定義

合成型或人工合成型（Synotype），是相對於基因型（Genotype）和表現型（Phenotype）所引入的生物基因的概念。通過設計和建造新的生物元件、功能和系統，以獲得在自然界中並不存在的控制方式、生物邏輯和生命系統性狀。人工合成型其本質是自然界不存在的、無法通過自然進化來產生的，通過在大腸桿菌、酵母等已有生命形式中執行新的基因迴路，或是採用完全人工合成的基因組代替已有生命的基因組。

人工合成型發展史

人工合成型即Synotype一詞最早見於2007年由Wayne M. Bundy所著的《Out of Chaos:Evolution from the Big Bang to Human Intellect》書中，書中引入這一詞是用來描述足以影響選擇壓力和新物種的突觸變化。2014年由楊平博士基於基因合成生物學及在眾多領域內的套用對人工合成型（Synotype）進行了重新定義。

人工合成型

人工合成型和表現型

合成型按照研究階段可以分為3個階段： 基因迴路、全基因組和生命的設計與合成。人工設計合成的人工合成型有：

(1) 美國研究小組生成了非天然蛋白具有與血紅蛋白類似的攜氧能力，但卻不和一氧化碳結合

(2) 通過合成生物學的方法在大腸桿菌和酵母菌發酵生產青蒿素

(3) 人工設計的基因迴路被插入細菌基因網路中，使細菌能周期性合成螢光蛋白

(4) 通過改造蛋白並將其整合入真核細胞的迴路，這些細胞遇到一些新型生化信號時就能形成特定的預期形態，如長刺突狀（filopodia），或是扁平伸展的板狀（lamellipodia）。在改造過的迴路中, 只要一個很常見的蛋白激酶信號分子, 細胞就能演變成這些形態。

人工合成型的目的

(1) 研究基因功能，如對基因的化學合成通過表達和基因敲除研究基因功能

(2) 基因的定向進化，如通過隨機突變和定點飽和突變篩選催化活性更高、穩定性更好的工業酶等

(3) 創造新的功能DNA或RNA，如合成適配體文庫DNA，篩選藥物遞送更好的適配體等