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尽管“合成生物学”一词早在 1912 年就已诞生，但这一领域直到最近 20 年才逐渐成熟。如今，合成生物学被概括为一种通过工程原理对生物体进行合理重新编程，使其具有所需功能的方法。该学科从电子电路组装中汲取灵感，致力于利用标准化生物部件构建的基因电路来改变生物行为。事实上，最初的努力已经表明，重新编程细胞行为以实现新功能是可行的。早期的成功案例，例如基因拨动开关 [ 1 ]、振荡器 [ 2 ] 和细胞间通讯电路 [ 3 ]，预示着有朝一日创造出可编程生物体的可能性，这些生物体可以根据环境刺激自主改变其行为和功能。随着这些突破的出现，合成生物学在过去十年中取得了更快的进展，并在从治疗学到生物制造等各个领域得到了应用。例如，人们已经开发出能够感知和杀死癌细胞的微生物 [ 4 ]，以及能够根据自身条件自主优化代谢途径的细胞工厂 [ 5 ]。在过去的二十年里，技术进步的惊人速度推动了合成生物学越来越跨学科的发展。鉴于迄今为止的这些发展，合成生物学有望提供未来的技术，以解决我们社会目前面临的关键问题。合成生物学采用“设计-构建-测试-学习”（DBTL）循环作为其开发流程。在过去十年中，DNA 测序和合成技术的大规模改进推动了“设计”和“构建”阶段的发展，从而显著降低了成本和周转时间。2007 年，测序一个人类基因组需要花费约 1000 万美元，而今天已降至约 600 美元。这种成本效益使我们能够对生物体的整个基因组进行测序并积累大量基因组信息
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