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合成生物学涉及对病毒、细菌、植物和酵母等生物体的遗传物质进行改造，使其具有新的理想特性。该多学科领域采用 DNA 测序和基因组编辑等生物技术来修改或改造新生物，旨在应对医学、农业、制造业和环境方面的挑战。例如，科学家正在利用合成生物学开发下一代疫苗，改造能够捕获碳的生物，并为农作物创造养分，以最大限度地减少对工业肥料的需求。新的机器人工作流程和机器学习驱动的技术已经出现，以加速和原型化微生物的设计，以应用于生物技术。这种基础设施位于称为生物铸造厂的设施中，其中大部分由制药和生物技术公司私有和运营。为了扩大获得最先进技术、工作流程、流程和知识的渠道，美国国家科学基金会 (NSF) 创建了生物铸造厂计划。 8 月，美国国家科学基金会宣布向加州大学圣巴巴拉分校提供为期六年、总额为 2200 万美元的资助，用于建立极端和特殊真菌、古菌和细菌生物实验室 (ExFAB)，该实验室由加州大学圣巴巴拉分校牵头，与加州大学河滨分校 (UCR) 和加州州立理工大学波莫纳分校 (CPP) 合作建立。美国国家科学基金会 ExFAB 生物实验室建立了美国首个生物实验室，专注于生活在极端和不寻常环境中的尚未开发和探索的微生物。“我们非常兴奋，因为这笔资金使我们可以使用以前没有人，特别是学术界无法使用的仪器和基础设施，”ExFAB 主任、加州大学圣巴巴拉分校化学工程和生物工程教授 Michelle O'Malley 表示。“该设施将使我们能够开启新一代合成生物学的前景，该合成生物学专注于从自然界中分离出的极端和不寻常微生物。” “UCSB 在推动多学科、中心级科学方面处于世界领先地位，”UCSB 工程学院院长、电气与计算机工程教授 Umesh Mishra 说道。“我们非常自豪能够主办 NSF ExFAB BioFoundry，因为它首次将我们校园的多项优势整合在一起——从海洋科学到化学工程和生物工程。这项金额巨大的 NSF 奖项提升了我们校园的知名度，并成为 UCSB 继续投资生物技术和生物工程的重点。” Foundry 的研究人员将专注于开发技术，以学习自然界中较为不寻常的微生物，这些微生物被称为“极端微生物”，因为它们不符合实验室中的标准生长习性和培养条件。它们可能有不同寻常的营养需求，或者在极高或极低的温度下生长——甚至在没有氧气的情况下——所有这些都使得它们难以用现有基础设施进行研究。“这些极端微生物违背了我们目前对生物学的理解，但它们仍然具有我们想要用于生物技术的特性和成分，比如分解废物的酶，或可用于制造有价值产品和新药物的途径，”奥马利说道，他开创了一个新的研究领域，通过改造厌氧菌将植物废物转化为更可持续的燃料、化学品或生物基材料。
科技前沿 - 加州大学圣塔芭芭拉分校工程学院
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