合成生物学
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天津西青
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作者作者
出版社化学工业出版社
ISBN9787122350251
出版时间2020-01
版次1
装帧精装
开本16开
页数284页
定价59元
货号1202009353
上书时间2022-06-10
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商品简介
本书内容涉及合成生物学概述、合成生物学原理、合成生物系统的基因线路、合成生物系统的设计与组装、合成生物系统的调控与优化、无细胞合成生物系统、合成生物学建模与计算机辅*工具、合成生物学的应用、合成生物学引发的新浪潮与颠覆共九章。
作为一本系统*总结和阐述合成生物学理念、理论、方法和工程应用的教材，本书适用于生物类、化工类、环境类、医药类专业的高年级**生和***的教学，对从事生物、医药、化工、能源、*源和环境等领域的科技工作者也有裨益。
目录
章合成生物学概述001
1.1合成生物学的起源与发展002
1.1.1合成生物学的诞生与历史002
1.1.2发展中的重*科学发*和重要节点003
1.1.3合成生物学的定义与研究策略003
1.1.4合成生物学的发展趋势预测003
1.2合成生物学的产生过程005
1.2.1与遗传学和分子生物学的交*005<*r />
1.2.2与系统生物学和生物信息学的交*005<*r />
1.2.3与基因工程和代谢工程的交*006<*r />
1.3合成生物学的工程化特质与研究范畴008
1.3.1合成生物学的工程化特质008
1.3.2合成生物学的研究范畴009
参考文献012
第2章合成生物学原理014
2.1合成生物学解析的思路014
2.1.1生物系统的解耦015
2.1.2生物系统的抽提015
2.1.3生物系统的标准化015
2.2生物积块的标准化及定量化016
2.2.1生物积块的通用符号和功能描述017
2.2.2生物积块的标准连接方法017
2.2.3生物积块标准的定量机制018
2.3合成生物系统的层级化结构020
2.3.1生物元件020
2.3.2生物装置021
2.3.3生物系统022
2.3.4多细胞交互与群体感应023
2.4合成生物系统的逻辑结构024
2.4.1合成生物系统的基本逻辑结构025
2.4.2合成生物系统的组合逻辑结构030
2.4.3合成生物系统逻辑结构分析的重要*031
2.5合成生物系统定量研究方法032
2.5.1合成生物学设计方法概述032
2.5.2合成生物学计算模型概述033
2.6合成生物系统的设计原理与简约*036
2.6.1合成生物系统的设计原理036
2.6.2合成生物系统的简约*03*
2.7合成新反应与网络的设计原理039
2.7.1合成基因网络的工程化设计原理039
2.7.2新反应途径的开发040
2.7.3定向进化基因网络设计原理040
2.7.4组合同源代谢网络041
2.7.5组合异源代谢网络043
参考文献043
第3章合成生物系统的基因线路047
3.1基因线路概述048
3.1.1基因线路的起源048
3.1.2基因线路的类型049
3.2基因线路调控元件049
3.2.1启动子049
3.2.2终止子050
3.2.3弱化子051
3.2.4增强子052
3.2.5阻遏子053
3.2.6绝缘子054
3.2.7核糖体结合位点054
3.2.8转录因子055
3.3逻辑门基因线路055
3.3.1“与”门基因线路056
3.3.2“或”门基因线路056
3.3.3“非”门基因线路057
3.3.4“与非”门基因线路057
3.3.5“或非”门基因线路058
3.4开关基因线路059
3.4.1转换开关059
3.4.2双相开关059
3.4.3核糖开关060
3.4.4RNA开关060
3.4.5双稳态开关061
3.5基因线路调控方式062
3.5.1基因线路纠错062
3.5.2基因线路放*063<*r />
3.6基因线路实例063
3.6.1振荡器与生物节律063
3.6.2细胞记忆基因线路064
3.6.3光控开关与生物成像064
参考文献065
第4章合成生物系统的设计与组装068
4.1合成生物系统的设计070
4.1.1合成生物系统底盘细胞的*择070
4.1.2合成生物系统所需元件和途径挖掘072
4.1.3合成生物系统的计算机辅*设计与分析074
4.2合成生物系统的组装与构建075
4.2.1转录*元的合成组装075
4.2.2多基因代谢途径的构建077
4.2.3染色体和基因组的组装077
4.2.4合成生物系统的构建080
4.3合成生物系统的优化082
4.3.1*一基因的优化082
4.3.2多基因途径的组合优化085
4.3.3基因组简化和重构086
4.4合成生物系统的分析与筛*087
4.4.1合成生物系统分析技术088
4.4.2合成生物系统筛*技术090
4.5“设计构建检验重设计”的特征循环093
4.5.1功能模块与底盘适配*分析与评*094
4.5.2人工体系运行效率的**化095
4.5.3快速检测技术对合成生物系统重设计的影响095
4.5.4合成生物系统的系统*进化096
4.6合成生物系统中的细菌间相互作用097
4.6.1典型的群体感应系统098
4.6.2混菌系统（群体感应）在合成生物学中的应用100
参考文献105
第5章合成生物系统的调控与优化108
5.1合成生物系统的*点调控与优化109
5.1.1合成生物系统在DNA水平的调控与优化109
5.1.2合成生物系统在RNA水平的调控与优化110
5.1.3合成生物系统在蛋白质水平的调控与优化113
5.1.4合成生物系统在XNA以及XNAzymes的调控与优化116
5.1.5合成生物系统的全局调控与优化118
5.2合成生物系统在基因组水平的全局调控与优化119
5.2.1传统的基因打靶技术119
5.2.2Fok Ⅰ介导的合成生物系统基因组编辑技术（ZFN与TALEN）120
5.2.3CRISPR-Cas9系统介导的合成生物系统基因组编辑技术122
5.2.4基因组大片段的插入、删除和剪切-粘贴127
5.2.5宏基因组学和比较基因组学127
5.2.6总结与展望128
5.3合成生物系统的理*调节与随机调节128
5.3.1合成生物系统在转录组学和蛋白质组学水平的调控129
5.3.2合成生物系统在代谢组学水平的调控134
5.3.3合成生物系统在功能基因组学水平的调控137
5.3.4组学的未来139
参考文献140
第6章无细胞合成生物系统143
6.1无细胞合成生物学理念与设计原理144
6.1.1直接体系控制145
6.1.2原位检测和产品获取146
6.1.3加速“设计-构建-测试”周期147
6.1.4毒*物质忍耐*14*
6.1.5扩展生命化学148
6.1.6经济*14*
6.1.7效率148
6.2无细胞合成生物系统的分类148
6.2.1基于细胞提取物体系149
6.2.2纯化体系150
6.2.3多酶体系151
6.3无细胞合成生物系统的工程改造151
6.3.1系统优化151
6.3.2基因模板152
6.3.3蛋白质合成153
6.3.4小分子合成156
6.3.5人工细胞157
6.4无细胞合成生物系统的工程应用158
6.4.1结构生物学158
6.4.2高通量筛*159
6.4.3生物医药159
6.4.4生物催化161
6.4.5疾病诊断161
参考文献162
第7章合成生物学建模与计算机辅*工具167
7.1概述168
7.1.1合成生物学建模目的及模型特点168
7.1.2计算机技术对于合成生物学研究的重要*169
7.2合成生物系统数学建模的基本分析方法171
7.2.1合成生物系统建模的基本分析流程171
7.2.2模型拓扑结构的分析与确定172
7.2.3模型动力学参数的确定175
7.3合成生物系统数学模型的分析与评价177
7.3.1稳定*分析与评*177
7.3.2鲁棒*和***分析179
7.4合成生物系统的基本数学模型181
7.4.1基本蛋白质表达模型181
7.4.2逻辑门模型182
7.4.3双稳态开关模型185
7.4.4振荡器模型186
7.4.5群体感应线路模型187
7.5合成生物系统在大数据时代的文库构建与建模189
7.5.1合成生物学模型与文库在大数据时代的特点189
7.5.2大数据时代下合成生物系统建模与文库构建的挑战和问题190
7.5.3合成生物系统建模在大数据时代的发展方向191
7.6计算机技术在合成生物学研究中的运用192
7.6.1生物小分子的计算机辅*设计与改造192
7.6.2基因线路的计算机辅*设计与分析194
7.6.3合成路径和反应过程的计算机辅*设计195
参考文献197
第8章合成生物学的应用200
8.1绿色化工方面的应用201
8.1.1化学品的绿色制造201
8.1.2生物能源的绿色制造210
8.2环境治理方面的应用216
8.3医药方面的应用218
8.3.1传染疾病的防治218
8.3.2癌症及**疾病的治疗220
8.3.3药物筛*222
8.3.4生物医药的**制造224
8.4抗逆*改造方面的应用227
8.4.1抗发酵抑制物227
8.4.2抗毒*中间产物228
8.4.3抗毒*终产物229
8.5**方面的应用229
8.5.1解释生物图案形成机理229
8.5.2构建大肠杆菌条件反射回路230
参考文献232
第9章合成生物学引发的新浪潮与颠覆235
9.1合成生物学的全球战略地位和经济效益236
9.1.1全球布局236
9.1.2各国战略投*分析236
9.1.3军事领域的应用241
9.1.4民用市场前景分析242
9.2合成生物学作为颠覆*新兴技术的优势244
9.2.1与传统农业、发酵产业的比较244
9.2.2颠覆*技术和手段245
9.2.3可持续*和潜力246
9.3国际主要合成生物学研究中心与热点247
9.3.1全球公立研发中心布局247
9.3.2全球私立研发中心布局247
9.3.3全球研究热点247
9.3.4研究前景与展望247
9.4合成生物学的安全与伦理探讨及策略248
9.4.1面临的伦理争议248
9.4.2伦理研究的意义249
9.4.3伦理研究的指导意义249
9.4.4伦理相关政策的完善249
参考文献251
附录252
附录一合成生物学专有名词英汉对照252
附录二国内外重要合成生物学会议及科学家简介257
附录三iGEM大赛以及**作品简介262
附录四经典的合成生物学技术270
附录五主要的合成生物学**和*源271
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