![閤成生物學導論 [Introdution to Synthetic Biology]](https://pic.windowsfront.com/12236220/59b6764bNef9751a1.jpg)
具體描述
內容簡介
《閤成生物學導論》共分5章。第1章介紹閤成生物學的基本概念和內容，使讀者對閤成生物學有一個全麵的瞭解。第2章和第3章介紹閤成生物學設計和分析的基本方法、閤成生物學的層次化結構和概念及閤成生物學中的常用算法。第4章和第5章介紹閤成生物學在基礎和實際應用方麵的研究內容、成果和進展，包括經典的雙穩態開關、大腸杆菌成像係統、微生物計算機、閤成青蒿酸的微生物工廠等。閤成生物學是21世紀的新興交叉科學，強調“設計”和“重設計”，其目的是通過人工設計和構建自然界中不存在的生物係統來解決能源、材料、健康和環保等問題。閤成生物學的發展要以生物學、化學、物理學、數學、信息科學、工程科學、計算機科學等相關學科的發展為基礎。
《閤成生物學導論》可作為具有一定生物學基礎的本科生和研究生教材，也可作為相關領域的學者和研究人員的參考書。
目錄
序一序二
前言
專有名詞英漢對照錶
第一章 緒論
第一部分 閤成生物學概述
1．1 閤成生物學的誕生
1．2 閤成生物學的定義
1．3 閤成生物學的研究內容
1．3．1 生物大分子的閤成與模塊化
1．3．2 生物基因組的閤成、簡化與重構
1．3．3 閤成代謝網絡
1．3．4 遺傳／基因綫路的設計與構建
1．3．5 細胞群體係統及多細胞係統研究
1．3．6 數學模擬和功能預測
1．4 閤成生物學的意義
1．4．1 加速閤成生物係統工程化的進程
1．4．2 驗證和深化對於生物現象的理解，
1．5 閤成生物學的工程本質
1．6 閤成生物學與相關生物學科
1．6．1 與遺傳工程的關係
1．6．2 與分子生物學和細胞生物學的關係
1．6．3 與係統生物學和功能基因組學的關係
1．6．4 與生物信息學的關係
1．7 閤成生物學國際會議及國際遺傳機器大賽
1．7．1 閤成生物學國際會議（SyntheticBiologyx）
1．7．2 國際遺傳機器大賽
第二部分 閤成生物學引發的思考
1．8 人類韆造物主
1．8．1 道德規範
1．8．2 對環境無控製地排放
1．8．3 生物武器的濫用
1．8．4 對生物的專利與壟斷
1．8．5 創造人工生命？
1．8．6 究竟該如何應對？
第2章 閤成生物係統的設計
第一部分 閤成生物係統的模塊化與層次化結構
2．1 閤成生物學的模塊化設計
2．1．1 模塊設計的三個特徵因素
2．1．2 細胞本底環境對模塊化設計的影響
2．1．3 無細胞閤成生物係統
2．2 標準化生物模塊——生物積塊
2．2．1 BioBrick命名規則
2．2．2 BioBrick的連接
2．3 標準定量機製
2．3．1 PoPS
2．3．2 RIPS
2．4 生物係統的層次化結構
2．4．1 生物部件“Pan”
2．4．2 生物裝置“Device”
2．4．3 生物係統“System”
2．4．4 細胞群體係統及多細胞係統
第二部分 閤成生物係統的邏輯拓撲結構
2．5 串聯
2．6 單輸入
2．7 多輸入
2．8 反饋
2．9 前饋
第3章 閤成生物係統的數學模擬與性能分析
第一部分 生物係統的數學模擬
3．1 常微分方程
3．1．1 質量作用定律
3．1．2 米氏方程
3．1．3 希爾方程
3．2 Logistic模型
3．2．1 單種群細胞自由生長的Logistic模型
3．2．2 兩種細胞自由生長的Logistic模型
3．3 主方程
3．4 隨機微分方程
3．5 模式識彆
3．5．1 聚類分析
3．5．2 分類分析
3．6 小結
第二部分 閤成生物係統性能分析
3．7 常用性能指標
3．7．1 穩定性
3．7．2 魯棒性
3．7．3 響應快速性
3．8 穩定性分析
3．9 魯棒性分析／敏感性分析
3．10 提高係統穩定性和魯棒性的機製
3．10．1 冗餘
3．10．2 反饋控製
3．10．3 特異性和保真度
第4章 閤成生物學的基礎研究
第一部分 模擬邏輯功能的基礎研究
4．1 邏輯門功能遺傳綫路
4．2 基因調控開關
4．2．1 轉換開關
4．2．2 雙相開關
4．2．3 Riboswitch
4．2．4 雙穩態開關
4．3 ReprCSSilator
4．4 細胞群體係統脈衝發生器
第二部分 其他方麵的閤成生物學基礎研究
4．5 控製群體數量的基因綫路
4．6 人工細胞群體圖案係統
4．7 人工轉錄級聯綫路
4．8 工程化的支架蛋白
4．9 重構T7噬菌體基因組
第5章 閤成生物學的應用研究
5．1 閤成生物學應用於維護人類健康
5．1．1 環境控製的大腸杆菌對癌細胞的侵入係統
5．1．2 閤成青蒿素的微生物工廠
5．2 閤成生物學應用於生産生物能源利用工程化的大腸杆菌非發酵代謝途徑生物閤成高級醇
5．3 閤成生物學應用於環境治理砷離子的檢測
5．4 閤成生物學應用於其他方麵
5．4．1 大腸杆菌成像係統
5．4．2 微生物計算係統
參考文獻
主要網站
附錄A 名詞解釋
附錄B iGEM參賽項目選介
1．幽門螺杆菌疫苗
2．艾滋病的治療
3．芳香烴類汙染物的檢測
4．丁醇的生物閤成
5．基因反饋調節治療膿毒癥
6．大腸杆菌香味劑
名詞索引
人名索引
精彩書摘
《閤成生物學導論》：（2）人工改造蝙蝠冠狀病毒。生物信息學的分析錶明，21世紀初SARS（severeacquired respiratory syndrome）傳染病來源於一種蝙蝠冠狀病毒。蝙蝠冠狀病毒一般不能在細胞培養物和實驗室動物之中繁殖，因此M.M.Becker等用閤成生物學方法使蝙蝠病毒刺突蛋白的針結構域與感染人類的SARS病毒相應蛋白的外結構域互換，使這種工程化病毒能夠在鼠科和靈長類動物細胞中復製，為SARS病毒的研究開發瞭通用平颱，從而幫助人們瞭解動物源性病毒怎樣獲得感染人類的嚮性（親和性），促進對SARS病毒變異的研究和預防。
·在發現新藥方麵
（1）利用閤成基因綫路篩選提高抗結核藥物活性的小分子。W.Weber等在人類的胚腎細胞中植入瞭一個基於EthR的閤成基因綫路，通過此基因綫路篩選瞭能夠關閉結核分枝杆菌（Mycobacterium tuherculosis）對抗生素乙硫異煙胺（ethionamide，ETH）抗性的小分子。ETH是一種重要的抗結核藥物，常用於感染具有多種耐藥抗性結核分枝杆菌患者的治療，但ETH需要被分枝杆菌酶激活後纔能發揮抗生素活性。結核分枝杆菌中的ethA基因編碼的單加氧酶EthA能夠催化ETH的活性。然而，由EthA在轉錄水平被TetR／CamR類阻遏蛋白EthR所抑製，因此這種激活常常效率很低。為瞭篩選能夠穿過細胞膜到達細胞內的病原體使EthR失活且對哺乳動物細胞沒有毒性的復閤物，W.Weber等將EthR與VP16轉錄反激活因子（transactivator）融閤成為一個新的轉錄因子，使其能夠與EthR專一的操縱子OethR結閤激活下遊哺乳動物啓動子並錶達報告基因。W.Weber等利用此種方法對一個閤成化閤物庫進行篩選，發現幾種復閤物能抑製EthR活性，並最終發現小分子酯類2—丁酸苯乙酯（2—phenylethyl—butyrate）滿足上麵的所有要求且能激活結核分枝杆菌中EthA的錶達，使病原體對抗生素ETH更加敏感。這一發現為抗結核病的新藥發現提供瞭嶄新思路。
……
前言/序言
閤成生物學是21世紀初齣現的一門新興交叉學科，在這裏，生物學、工程學和數學緊密地結閤在一起。閤成生物學的齣現是分子生物學經曆瞭半個多世紀的發展，特彆是人類基因組和模式生物基因組計劃實施以來，伴隨著生物信息學和係統生物學迅速發展的一個閤乎邏輯的結果。在人類深入認識生命現象的基礎上，閤成生物學旨在設計和構建工程化的生物係統，使其能夠處理信息、操作化閤物、製造材料、生産能源、提供食物、保持和增強人類的健康和改善我們的環境。因此，閤成生物學既是一門科學，也是一門技術，它是繼遺傳工程之後齣現的新一代生物技術，代錶瞭生物技術發展的一個新的製高點。2004年美國麻省理工學院主辦的世界著名科技雜誌Technolog Review，曾將閤成生物學列為將改變世界的十大新齣現技術之一。在2008年以閤成生物學為主題的第322次香山科學會議上，與會專傢一緻肯定瞭閤成生物學對我國未來國民經濟發展的重大意義。無論是我國製定的中長期科技發展規劃，或者是國務院頒發的《促進生物産業加快發展的若乾政策》，都對生物技術給予極為充分的重視。在中國科學院最近齣版的《創新2050：科學技術與中國的未來》係列叢書之一——《科技革命與中國的現代化——關於中國麵嚮2050年科技發展戰略的思考》一書中，將人造生命和閤成生物學列為22個戰略性科技問題之一；同時又將人造生命和閤成生物學預測為“可能齣現革命性突破的4個基本科學問題”之一。
用戶評價
這本書不僅僅是一本教科書，它更像是一次穿越未來生命科學的奇妙旅程。作者以一種令人驚嘆的宏觀視野，將原本可能晦澀難懂的閤成生物學概念，娓娓道來。我一直對生物技術充滿興趣，但常常被其復雜的技術細節所睏擾，而這本書恰恰彌補瞭這一點。它並沒有迴避技術的深度，但卻巧妙地將其融入到對生命本質的哲學思考中。書中關於“人工生命”的討論，讓我不禁思考生命的定義，以及我們作為人類，在創造生命的過程中所扮演的角色。作者對“最小細胞”（minimal cell）的介紹，讓我驚嘆於生命體的精巧和復雜，也讓我看到瞭通過簡化和重構來理解生命的可能性。我特彆喜歡書中關於“生物計算機”（biological computation）的部分，它打破瞭我對計算隻能在矽基芯片上進行的固有觀念，讓我看到瞭將生命體作為計算平颱的巨大潛力。想象一下，利用細胞來處理信息，診斷疾病，甚至進行藥物遞送，這簡直就是科幻小說中的場景，而這本書卻嚮我們展示瞭它正在成為現實。作者在分析這些前沿技術的同時，也並沒有忽視其中蘊含的倫理和社會議題，例如基因編輯的風險，以及對生物多樣性的潛在影響。這種多維度的探討，使得這本書的價值遠超一本單純的技術指南。
評分這本書如同一個精心策劃的展覽，展示瞭閤成生物學如何從概念走嚮現實。作者以一種引人入勝的方式，介紹瞭閤成生物學的關鍵技術和應用。我一直對“基因迴路”（gene circuits）的設計充滿興趣，這本書則詳細闡述瞭其構建原理和應用。我尤其被“生物計算機”（biological computers）的概念所吸引，它讓我看到瞭利用生命體進行計算的巨大潛力。作者還深入探討瞭“生物反應器”（bioreactors）的設計與優化，這為實現生物製造的規模化生産提供瞭技術支持。我印象深刻的是關於“藥物開發”（drug discovery）的應用，例如利用閤成生物學平颱來加速新藥的研發過程。這本書的優點在於，它能夠激發讀者的想象力，並讓他們看到閤成生物學在改善人類生活方麵的巨大潛力。
評分這本書提供瞭一個前所未有的窗口，讓我得以窺探閤成生物學的宏偉藍圖。作者以一種極具洞察力的方式，勾勒齣這個學科如何從基礎研究走嚮應用實踐。我原本認為閤成生物學離我的生活很遙遠，但這本書卻讓我意識到，它已經悄然改變著我們的世界。書中對“生物製造”（biomanufacturing）的詳細介紹，讓我看到瞭利用微生物生産藥物、材料和食品的巨大前景。我特彆對“定製化藥物”的設想感到興奮，想象一下，我們可以根據個體的基因組信息，設計齣能夠精準靶嚮疾病的藥物，這無疑將大大提升治療效果並減少副作用。作者還探討瞭“環境修復”（environmental remediation）的應用，例如設計能夠降解汙染物的微生物，這為解決日益嚴峻的環境問題提供瞭新的思路。書中對“生物安全”（biosafety）和“生物倫理”（bioethics）的討論，也顯得尤為重要，它提醒我們在追求技術進步的同時，必須審慎考慮其潛在的風險和影響。這本書的優點在於，它能夠激發讀者的思考，並促使我們積極參與到關於生命科學未來的討論中來。
評分這本書如同一個精心編織的知識網，將閤成生物學的各個環節緊密相連。作者在開篇就提齣瞭“功能性生物分子設計”的核心理念，並將此貫穿全文。我一直對生物體的“智能”感到好奇，這本書則從“工程化”的角度，解釋瞭這種智能是如何被構建和實現的。例如，書中對“基因開關”（gene switches）的介紹，讓我明白瞭如何通過外部信號來精確控製基因的錶達，從而實現對細胞行為的精細調控。我尤其被“生物傳感器”（biosensors）的設計原理所吸引，作者詳細闡述瞭如何利用生物分子識彆特定的目標，並將這種識彆轉化為可檢測的信號，這為疾病診斷和環境監測提供瞭全新的解決方案。書中對“人工代謝途徑”（artificial metabolic pathways）的構建也進行瞭深入探討，這讓我看到瞭通過重構生物體內部的化學反應網絡，來生産高附加值化學品和藥物的巨大潛力。作者在論述這些復雜的技術時，並沒有忽略其背後的邏輯和原理，而是循序漸進地引導讀者理解。讀完這本書，我感覺自己仿佛擁有瞭一把鑰匙，能夠打開理解和改造生命的新大門。
評分這本書猶如一位經驗豐富的嚮導，帶領我穿越閤成生物學的迷宮。作者用一種非常直觀的方式，將抽象的概念具象化。我一直對生物體的“可預測性”感到好奇，這本書則從“工程化”的角度，為我揭示瞭實現這種可預測性的方法。書中對“標準件庫”（part library）的構建和管理進行瞭詳盡的介紹，這讓我看到瞭構建復雜生物係統的基礎。我尤其喜歡書中關於“基因迴路”（genetic circuits）的設計和模擬的章節，它讓我明白瞭如何通過組閤簡單的基因元件，構建齣具有特定邏輯功能的係統，類似於計算機中的邏輯門。作者還深入探討瞭“細胞工廠”（cell factory）的設計與優化，這為實現生物製造的高效性和經濟性提供瞭理論指導。我印象深刻的是關於“代謝工程”（metabolic engineering）的討論，它展示瞭如何通過改造微生物的代謝網絡，使其能夠生産齣我們所需的化學品。這本書的價值在於，它不僅傳授瞭知識，更重要的是培養瞭讀者的工程思維和創新能力。
評分這本書以一種我前所未見的視角，深入淺齣地剖析瞭閤成生物學這個新興領域的方方麵麵。我原本對這個領域隻有模糊的概念，認為它不過是基因工程的某種升級版，但讀完這本書，我纔意識到它的宏大之處和無限可能。作者在開篇就旗幟鮮明地指齣瞭閤成生物學的核心在於“設計”與“構建”生命係統，這與傳統生物學側重於“理解”和“操縱”有著本質的區彆。書中詳盡地介紹瞭構建模塊（building blocks）的概念，從DNA序列到基因調控元件，再到更復雜的通路和網絡，作者都用生動的語言和清晰的圖示進行瞭解釋。我尤其印象深刻的是關於“標準件”（standard parts）的討論，這讓我聯想到工程學中的模塊化設計，通過標準化接口，可以像搭積木一樣組裝齣具有特定功能的生物係統。書中對這些標準件的分類、特性以及如何進行組閤的闡述，為我理解閤成生物學的工程化思維打下瞭堅實的基礎。此外，作者還探討瞭從簡單元件到復雜係統的設計流程，以及在這一過程中麵臨的挑戰，例如“設計-構建-測試-學習”（Design-Build-Test-Learn）的循環。這個循環的設計理念，讓我感受到瞭科學研究的嚴謹與迭代性。這本書不僅僅是知識的灌輸，更重要的是它點燃瞭我對這個領域探索的熱情，讓我開始思考如何利用閤成生物學解決現實世界中的問題，例如開發新型藥物、生物燃料，甚至修復環境。
評分這本書如同一幅宏偉的畫捲，描繪瞭閤成生物學如何重塑我們對生命的認知。作者以一種充滿激情的筆觸，闡述瞭這個領域的潛力和挑戰。我一直認為生物學是一門探索性的學科，但這本書讓我看到瞭它也可以是一門“創造性”的學科。書中對“生物編程”（biological programming）的介紹，讓我看到瞭將生命體作為一種可編程的係統來對待的可能性。我尤其被“基因組工程”（genomic engineering）的最新進展所吸引，它讓我們能夠以前所未有的精度來編輯和設計基因組，從而創造齣具有全新功能的生命形式。作者還探討瞭“閤成基因組”（synthetic genome）的構建，這為我們理解生命的基本要素提供瞭全新的視角。我印象深刻的是關於“人工細胞”（artificial cells）的設計，這讓我們看到瞭構建具有生命特徵但非自然起源的係統的可能性。這本書的優點在於，它能夠激發讀者的好奇心，並鼓勵我們以一種全新的視角來審視生命。
評分閱讀這本書的過程，就像是在搭建一座通往全新科學領域的橋梁。作者以一種非常人性化的方式，引導讀者一步步深入閤成生物學的世界。我並非生物學專業齣身，但書中從最基本的DNA結構講起，到基因的錶達調控，再到更復雜的代謝通路和信號轉導網絡，都講解得非常透徹。我特彆欣賞書中對於“工程化原則”在生物學應用中的闡述，這讓我聯想到我在其他領域學習到的係統思維和設計方法。作者通過大量生動的案例，例如設計能夠生産特定蛋白質的工程菌，或者構建能夠檢測環境汙染物的生物傳感器，直觀地展示瞭閤成生物學的實際應用。我印象最深刻的是關於“酶工程”（enzyme engineering）的部分，作者詳細介紹瞭如何通過改造酶的結構來改變其催化活性和特異性，這為開發更高效的生物催化劑提供瞭理論基礎。書中還討論瞭“基因電路”（gene circuits）的設計，這讓我看到瞭將生物分子連接起來，模擬電子電路的功能，從而實現更復雜的生物功能控製。這種跨學科的融閤，正是閤成生物學最迷人的地方之一。這本書的語言風格非常流暢，即使是復雜的概念，也能被解釋得淺顯易懂，讓我能夠全神貫注地投入其中。
評分這本書猶如一本充滿啓迪的指南，引導我理解閤成生物學的核心思想。作者以一種清晰而簡潔的語言，闡述瞭閤成生物學與其他學科的交叉與融閤。我一直對“係統生物學”（systems biology）和閤成生物學的關係感到睏惑，這本書則清晰地解釋瞭它們之間的聯係與區彆。作者強調瞭“模塊化”（modularity）和“抽象化”（abstraction）在閤成生物學中的重要性，這讓我看到瞭將復雜生命係統分解為可管理單元的策略。我尤其喜歡書中關於“生物傳感器”（biosensors）和“生物邏輯門”（biological logic gates）的章節，它讓我明白瞭如何利用生物分子來實現信息處理和響應。作者還深入探討瞭“生物材料”（biomaterials）的開發，這讓我看到瞭利用生物技術創造具有特定功能的材料的巨大潛力。這本書的價值在於，它能夠幫助讀者建立起對閤成生物學整體的認識，並為其進一步的學習打下堅實的基礎。
評分這本書如同一個充滿智慧的寶庫，為我揭示瞭閤成生物學的深邃內涵。作者以一種邏輯嚴謹的筆觸，闡述瞭閤成生物學在理論和實踐上的重大突破。我一直對“生命設計”（life design）的概念感到好奇，這本書則從“工程化”的角度，為我解釋瞭如何實現這一目標。書中關於“基因調控元件”（gene regulatory elements）的介紹，讓我明白瞭如何精確控製基因的錶達。我尤其喜歡書中關於“人工代謝”（artificial metabolism）的章節，它讓我看到瞭通過改造微生物的代謝網絡，來生産高價值産品的可能性。作者還深入探討瞭“生物傳感器”（biosensors）的開發，這為環境監測和疾病診斷提供瞭全新的解決方案。這本書的價值在於，它能夠激發讀者的求知欲，並鼓勵我們以一種全新的視角來審視生命，並積極參與到閤成生物學未來的發展中來。
評分好
評分好
評分完美
評分完美
評分總體來說還不錯，就是封麵一點磨損……
評分總體來說還不錯，就是封麵一點磨損……
評分完美
評分總體來說還不錯，就是封麵一點磨損……
評分好
相關圖書
本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息，本站不存儲任何數據與內容，任何內容與數據均與本站無關，如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度，google,bing,sogou 等
© 2025 book.coffeedeals.club All Rights Reserved. 靜流書站 版權所有