合成生物學是在工程學思想的指導下，通過標準化、自動化、智能化的過程，設計和建造新的生物元件、裝置和人工生命體；甚至從頭設計創建新的人工生命體，使其具有新的功能。合成生物學被譽為是能改變世界的前沿顛覆性技術之一，是繼DNA雙螺旋結構發現和基因組測序之后的第三次生物科學革命，已成為世界各國增強核心競爭力、搶占未來發展制高點的重大國家戰略。
本書秉承合成生物學的"造物致知"和"造物致用"的核心思想，本書共分九章，第一章 概論、第二章 元件、裝置和途徑的合成、第三章 合成酶學、第四章 合成生物系統、第五章 合成基因線路、第六章 放線菌合成生物學、第七章 酵母合成生物學、第八章 醫學合成生物學、第九章 合成腸道微生物。
本書可作為生物科學、生物技術、生物工程、醫學、藥學等專業高年級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。
國家自然科學二等獎獲得者和國家重點研發計劃項目合成生物學重點專項課題負責人。
目錄
第一節 合成生物學的定義與研究內容 1
第二節 合成生物學的重要性 4
第三節 合成生物學的發展歷程 10
第二章 元件、裝置和途徑的合成
第一節 概論 14
第二節 元件庫與元件的合成 23
第三節 生物傳感器的合成 33
第四節 途徑的合成與優化 43
第五節 模塊共培養 47
第三章 合成酶學
第一節 酶的選擇 57
第二節 酶的定向進化 62
第三節 酶的半理性設計與理性設計 71
第四節 計算設計 76
第四章 合成生物系統
第一節 底盤細胞的選擇和合成生物系統的構建 86
第二節 高效細胞工廠的創制 89
第三節 無細胞生物合成系統 100
第四節 基因組縮減 110
第五節 基因組合成 118
第五章合成基因線路
第一節 基因線路概論 134
第二節 邏輯門基因線路 138
第三節 開關基因線路 154
第四節 壓力響應基因線路 157
第六章放線菌合成生物學
第一節 概論 168
第二節 放線菌合成生物學的工具與方法 173
第三節 放線菌合成生物學案例 180
第七章 酵母合成生物學
第一節 概論 189
第二節 酵母合成生物學的工具與方法 193
第三節 酵母合成生物學案例 214
第八章 醫學合成生物學
第一節 概論 223
第二節 藥物的合成生物學制造 226
第三節 工程細菌的診療 229
第四節 合成病毒的診療 234
第五節 人工細胞的診療 237
第九章合成微生物群
第一節 合成微生物群的研究歷程 250
第二節 合成微生物群的研究方法 251
第三節 合成微生物群的研究成果 253
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