發(fā)明和創(chuàng)造新技術(shù)通常困難重重。因此，工程師們?nèi)∽宰匀唤绲娜魏戊`感都非常有用。雖然基因改造越來越多地被用于重新設(shè)計植物、動物和微生物，但這僅僅是生物科學(xué)革命的開始。生物方面的尖端技術(shù)日新月異，絕不可能僅僅局限于將一兩個超基因嫁接到一個現(xiàn)成的生物體。為此，一個名為“合成生物學(xué)”的新學(xué)科，有時也被稱為“生物工程”，已經(jīng)出現(xiàn)，它以新的方式組裝生命組件，并將遺傳工程提高了一個層次。

某網(wǎng)站解釋說，合成生物學(xué)是“新生物部件、設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)造”，以及“有目的地重新設(shè)計現(xiàn)有的自然生物系統(tǒng)”。從本質(zhì)上來說，這意味著合成生物學(xué)應(yīng)用了生物學(xué)的工程學(xué)思維。在最后一章，我們將了解到傳統(tǒng)的基因改造涉及現(xiàn)有物種間個體基因的轉(zhuǎn)移。與此相反，合成生物學(xué)致力于從一組標準化但不一定是自然的基因組件中組裝新的生命系統(tǒng)。

為了提供更實際的比較，讓我們想象一下，如何利用基因改造或合成生物學(xué)來建造一座更好的木屋。一方面，基因工程師可能會決定對一個橡子進行基因改造，使之長成一棵更好的橡樹。然后，這棵樹將被砍伐，成為木屋的橫梁和木板。另一方面，未來的合成生物學(xué)家可能只是決定人為地重新規(guī)劃一個橡子的基因編碼，這樣它就會直接生長出預(yù)制的木梁和木板，這些木梁和木板只需簡單地組裝在一起。合成生物學(xué)不是從大自然中獲取成分，而是從分子層面構(gòu)建新的生物系統(tǒng)。

合成生物學(xué)最初只是一個模糊的概念，但在過去的幾十年里取得了長足的進步。早在二十一世紀初，麻省理工學(xué)院的工程師們就建立了一個名為“生物磚”的注冊中心，這是一個包含標準化DNA片段的庫，就像電子元件庫一樣，可以用來構(gòu)建更復(fù)雜的生物系統(tǒng)。這標志著合成生物學(xué)從純粹的理論走向了工程實踐。隨后，加州大學(xué)伯克利分校的研究人員利用合成生物學(xué)技術(shù)改造微生物，使其能夠生產(chǎn)出用于抗瘧疾藥物青蒿素的前體，這一突破為廉價生產(chǎn)這種關(guān)鍵藥物提供了可能，挽救了無數(shù)生命。這些早期成果雖然引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，但也伴隨著爭議，一些人擔(dān)心這種對生命的“工程化”可能帶來不可預(yù)測的風(fēng)險。然而，技術(shù)的腳步并未因此停歇。

隨著技術(shù)的不斷成熟，合成生物學(xué)的工具箱也日益豐富和易用。如今，你可以在許多在線平臺上找到包含各種標準化生物元件的數(shù)據(jù)庫，例如IGEM（國際基因工程機器大賽）社區(qū)維護的注冊中心，它是一個巨大的生物磚庫，任何人都可以訪問并用于自己的項目。還有許多開源的軟件工具和設(shè)計平臺，幫助研究人員和愛好者設(shè)計和模擬他們想要構(gòu)建的生物系統(tǒng)。這些“生物積木”和工具極大地降低了合成生物學(xué)的門檻，使得更多的人能夠參與到這個領(lǐng)域中來，就像使用樂高積木一樣，你可以根據(jù)自己的想法組合不同的生物元件來構(gòu)建新的功能。