合成生物学与生物伦理.pptx

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1、,合成生物学与生物伦理,目 录content,1,什么是合成生物学？它是什么时候兴起的？涵盖了哪些方面？什么是生物伦理？为什么要关注生物伦理？,合成生物学、生物伦理的概念,2,合成生物学的发展现状如何？有哪些应用？应用广泛吗？能继续推广吗？,合成生物学的发展现状与应用,3,合成生物学是否造成了伦理道德问题？造成了哪些问题？该如何解决？,合成生物学涉及的生物伦理问题,4,合成生物学是否有可能创造新的生物体？对于现有的伦理问题，我们应该怎么办？是否会带来更多的伦理问题？我们人类该何去何从？,一些反思：如何对合成生物技术进行伦理规制,Part 1,合成生物学、生物伦理的概念,1,合成生物学是一个旨在

2、设计和构建工程化的生物系统，使其能够处理信息，操作化合物、制造材料、生产能源、提供食物、保持和增强人类的健康和改善我们的环境的结合生物学、工程学、数学的交叉性学科。其核心思想就是“重塑生命”；其目的就是打造“像电路一样运行”的人造生物系统。合成生物技术包含两个研究方向：（1）最小生命体的研究；（2）基因元件的研究。它基本包含两个路线：(1)新的生物零件、组件和系统的设计和改造；(2)对现有的、天然的生物系统的重新设计。,合成生物学的概念,1,生物伦理是在生物研究过程中伴随产生的有关道德、伦理的问题。包括人口控制、人工受孕、人工生命、精子捐赠、优生学、单性生殖、复制生物、生物剽窃、医疗纪录的保密

3、、低温学、脑机接口、器官交易、捐赠器官的公平分配、基因工程、转基因食品、基因体学、同性恋、医学折磨、不死、灵长类的法律权利、干细胞复制、安乐死、痛苦管理、娱乐性药物的使用、精神性药物的使用、生殖遗传学、血或血浆买卖、超人类主义、变性、代理孕母、纳米科技在医疗上的使用、人工子宫的使用、动物对待、动物医学实验等重要议题。,生物伦理的概念,Part 2,合成生物学的发展现状与应用,2,合成生物学的发展,1979,2003,2005,2008,2010.5.20,美国研究人员人工合成了“西班牙流行病毒”，这种病毒在1918年造成全世界上千万人死亡。,Venter实验室合成Mycoplasma geni

4、talium生殖道支原体基因组。,首例人造生命完全由人造基因控制的单细胞细菌“辛西娅”诞生了。这是合成生物学标志性的成果。,JCVenter实验小组合成了噬菌体基因组。,HGKhorana合成了酪氨酸组遏tRNA基因。,2002,美国纽约州立大学Wimmer小组合成了脊髓灰质炎病毒。,药物发展治疗疾病（基因治疗 组织工程 器官移植）,维护人类健康,生产可再生生物能源与材料,治理环境污染,影响新兴产业,生物燃料生物塑胶创造新的化学聚合体,可降解塑料、海上石油的人工细菌生物修复,生物感应器生物机器人微生物“计算机”,合成生物学的前景和应用：增进基础知识和创造新的产品,2,2,合成抗疟疾药物青蒿素,

5、合成生物学的发展前景和应用,整个染色体合成过程按照“设计-合成-检验”三个环节循环进行。首先通过计算机辅助设计出待合成的酵母染色体的基因序列，然后将合成好的DNA片段逐轮导入酵母内，来组装和替换天然的野生型染色体，最终再对已经替换好染色体的合成酵母细胞进行生长的检验和确认。,2,人工合成酵母菌染色体：打破生命与非生命的界限,合成生物学的发展前景和应用,“设计-合成-检验”三个环节循环进行：1、通过计算机辅助设计出待合成的酵母染色体的基因序列2、将合成好的DNA片段逐轮导入酵母内，来组装和替换天然的野生型染色体3、再对已经替换好染色体的合成酵母细胞进行生长的检验和确认。,什么用？设计生命、再造生

6、命、重塑生命提高构建基因结构变异文库的效率工业菌株的进化和功能发现，用于制药,2,能够灵敏监测砷元素的细菌生物传感器,合成生物学的发展前景和应用,利用带有绿色荧光蛋白的报告载体，以砷诱导型启动子为起始材料，利用易错PCR和DNA重组技术获得启动子突变文库。通过基于流式细胞仪的荧光激活细胞分选(FACS)筛选手段，定向进化得到灵敏、专一、高效的砷诱导型启动子，从而构建更加灵敏高效的砷的细菌生物传感器，治理水污染,2,LS9可再生石油公司“吃”废料，“造”原油的转基因细菌,合成生物学的发展前景和应用,哈佛大学的切尔基和斯坦福大学的一名植物学家萨摩尔于2005年创立了LS9可再生石油公司。他们使用了

7、一种合成生物技术的方法，利用生物工程技术，对包括大肠杆菌在内的不同菌株进行了遗传改造，促使这些微生物释放植物中蕴含的能量，并最终将这些能量转换成汽油替代物。,2,生物感应器,合成生物学的发展前景和应用,在曱甴上加上电子组件,控制它们的动作,令它们成为半机械的电子感应器,在他们的新研究中，研究人员将人工基因电路集成到细菌中。这使得微生物有三种杀死癌细胞的不同方式。一个基因电路能产生溶血素分子，其通过破坏细胞膜破坏肿瘤细胞。另一个能产生诱导细胞启动程序性自杀。第三个释放能激活身体免疫系统攻击肿瘤的蛋白质。,2,能定向侵入癌细胞的大肠杆菌,合成生物学的发展前景和应用,研究人员将人工基因电路集成到细菌

8、中。这使得微生物有三种杀死癌细胞的不同方式。一个基因电路能产生溶血素分子，其通过破坏细胞膜破坏肿瘤细胞。另一个能产生诱导细胞启动程序性自杀。第三个释放能激活身体免疫系统攻击肿瘤的蛋白质。,2,大肠杆菌表达系统,合成生物学的发展前景和应用,Part 3,合成生物学涉及的伦理问题,物理因素非物理因素,专利命名专利中利益分配,利益分配&风险分配社会效益&经济效益&生态效益,合成生物学涉及的伦理问题,3,人造生命生命本质生命尊严,3,合成生物学涉及的伦理问题,物理因素：生物安全风险。1、新制造的生命体是否安全，是否会对已有生命造成威胁？2、合成生物武器的制造，是否进一步加大了战争的危害？3、是否加大了

9、不法分子利用合成生物技术的可能性？非物理因素：观念的冲击与伦理风险。1、什么是具有血缘关系的判断准则？2、是否会造成人伦关系的模糊和混乱？,3,合成生物学涉及的伦理问题,涉及纳米技术、生物学技术、工程学技术、计算机技术。1、如何确定专利命名宽窄问题？2、如何解决专利中利益分配不公的问题？,1、如何分配？利益分配&风险分配2、如何权衡？社会效益&经济效益&生态效益,3,合成生物学涉及的伦理问题,人造生命1、什么是生命？2、生命该不该被合成？3、人有没有权利取代自然，对未来人的特征进行人为干预？4、生命的本质是否改变？即已经变成序列的、数据的？5、经过设计之后，生命是否仍有不同于其它事物的自然性？

10、生命是否还有尊严？6、是否会引起遗传法则的改变，影响遗传与进化的规律？7、有选择的进化是“顺进化”还是“逆进化”？,Part 4,一些反思：如何对合成生物技术进行伦理规制,4,合成生物技术的研究比当前的转基因技术、基因工程等更为前卫，产生的伦理问题更为复杂，必须进行适当的伦理规制。但管制新技术不可避免的会陷入矛盾：如果管控得太谨慎，那么将会阻碍新技术的发展和推广；如果管控得不谨慎，有可能某种产品会对人类产生难以估量的损害。因此，首先，必须寻找并遵循适用的伦理原则，比如审慎的先行原则、全面客观原则、公正原则。其次，还必须建立科学的科研伦理管理框架。,一些反思：如何对合成生物技术进行伦理规制,谢谢大家,