如今，全球前沿科技界的超级巨星“合成生物”正悄然走进我们的日常生活，它不仅高效环保，还是绿色使者！听说过用合成生物制作我们穿的衣服纤维材料和用的可降解塑料么？不仅如此，未来的食物也可以来自合成生物？甚至房子也能用合成生物建造？

“合成生物”到底是做什么的？

第一次听到合成生物这个词，可能大家会想：是不是可以把不同动物的基因像拼图一样拼在一起呢？可以做出一个超级动物，有蝴蝶的翅膀，狮子的身体，鱼的鳃，甚至还有恐龙的尾巴呢？

其实，合成生物并不是简单地把不同动物的部位拼在一起。它是科学家们用特殊的方法，让生物的基因发生变化，来创造出新的、对人类有益的生物。这种技术可以帮助我们解决很多现实生活中的问题。

大家都知道，组成生命的基础，是遗传物质DNA。有数据显示，人和香蕉的基因相似度为60%，不同人种之间的基因相似度高达99.9%。但你有没有想过，DNA又是由什么组成的呢？那就是ATCG四个碱基。

ATCG就像构建生命的积木，通过不同的排列组合，塑造了地球上所有生物的基因。无论是单细胞生物，如细菌、病毒、单细胞藻类，还是更复杂的生物体，他们的基因都由这四个碱基组成。

我们只需重新排列这四个碱基，就能改变生物体的细胞行为，赋予它们全新的能力。以透明质酸为例，通常是由链球菌发酵生成的。然而，通过合成生物，我们可以改写链球菌四个碱基的排序，让它们更高效地生产透明质酸，甚至生产出全新的物质。

这就是合成生物的基础应用——重塑生命的可能性。

由ATCG四种碱基组成的DNA

基因那么小，人类是怎样编辑基因的呢?

想要编辑基因，就不得不提“读、写、改”这三大合成生物的底层技术了。

简单来说，“读”就是指读取生命信息。还记得刚才讲到，基因是由 ATCG四个碱基排列组合而成的吗？只要用4种具有不同发射波长的荧光染料，就能把它们染成四种不同的颜色，通过仪器记录下不同波长的信号，计算机就能录入这组基因ATCG的排列顺序了。

“写”是指基因合成技术，是在计算机中像编程一样的对基因进行设计和优化，最后用化学合成的方法，用DNA连接酶像胶水一样把设计的基因片段组装成完整的基因。用这种方法，不仅能“写”出自然界已有的基因片段，而且能创造出全新的基因片段。

“改”是指基因编辑技术，它比基因合成技术更加精准，利用CRISPR技术，在已有的基因上做小修改，甚至做到只靶向改变一对碱基。

细胞工厂是什么？

当我们提到合成生物的时候，往往会提到“细胞工厂”，合成生物能够通过细胞工厂生产万物。那么，细胞工厂究竟是什么？

事实上，细胞工厂是个形象的比喻。大家都知道，工厂是用来生产产品的，细胞工厂则是让小小单细胞生物帮忙制造我们需要的东西。它们吃掉一些像葡萄糖、蛋白胨这样的“食物”，然后在合适的温度和酸碱环境中，生产出各种有用的物质。

比如链球菌吃掉“食物”之后，可以制造出透明质酸，链霉菌吃掉“食物”后，可以制造出青霉素。以前，我们需要从动物或植物中提取原料；现在，通过发酵技术，细胞工厂可以帮我们更高效地制造，不仅节省了成本，还让生产变得更快更方便。

“合成生物”和“发酵”有什么关系?

第一代生物科技，是用自然界里的菌群来发酵，比如酿酒、酿醋和酿酱油。人们早在八千年前，就开始利用自然菌群发酵酿酒了。

第二代生物科技是工业文明的产物。和第一代不同的是，人类找到了有特定功能的微生物来发酵，这样就能把自然资源变成人们需要的产品。味精和透明质酸就是第二代生物科技的代表性产品。

合成生物是第三代生物科技。它在第二代的基础上，修改了微生物的基因(就是上文提到的 ATCG)。这样，微生物就能生产更多东西，或者生产原来生产不了的东西。比如，用了合成生物后，酿酒酵母不仅能酿酒，还能生产青蒿素、人参皂苷和红景天苷！是不是很神奇呢？

而目前我们所知道的不少知名的合成生物企业，都是“发酵大厂”，在微生物发酵技术上更胜一筹，比如国内合成生物第一梯队的华熙生物，通过微生物发酵法大规模生产透明质酸，引领了数次透明质酸产业革命。现在已经成为合成生物全产业链平台企业，并通过合成生物技术生产出了微真、麦角硫因、重组人源胶原蛋白等多种生物活性物质原料。

可以说，合成生物技术的诞生，宛如一把钥匙开启了通往未来世界的大门。它不仅极大地方便了我们的生活，更通过重塑地球资源，助力可持续发展。毫无疑问的是，未来随着合成生物技术的逐步成熟和应用拓展，将带给我们更大的惊喜及更深刻的变革。

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责任编辑：kj005