自然科学总论 类型
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316千字 字数
2019-10-01 发行日期
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主编推荐语

这是一本系统性总结和阐述合成生物学理念、理论、方法和工程应用的著作。

内容简介

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助工具、合成生物学的应用、合成生物学引发的新浪潮与颠覆九部分。附录部分还收入了合成生物学专用名词、重要合成生物学会议和科学家、经典的合成生物学技术、主要的合成生物学网站和资源等重要信息。

目录

  • 版权信息
  • 《合成生物学》编写人员
  • 内容提要
  • 前言
  • 第1章 合成生物学概述
  • 1.1 合成生物学的起源与发展
  • 1.1.1 合成生物学的诞生与历史
  • 1.1.2 发展中的重要科学发现和重要节点
  • 1.1.3 合成生物学的定义与研究策略
  • 1.1.4 合成生物学的发展趋势预测
  • 1.2 合成生物学的产生过程
  • 1.2.1 与遗传学和分子生物学的交叉
  • 1.2.2 与系统生物学和生物信息学的交叉
  • 1.2.3 与基因工程和代谢工程的交叉
  • 1.3 合成生物学的工程化特质与研究范畴
  • 1.3.1 合成生物学的工程化特质
  • 1.3.2 合成生物学的研究范畴
  • 参考文献
  • 第2章 合成生物学原理
  • 2.1 合成生物学解析的思路
  • 2.1.1 生物系统的解耦
  • 2.1.2 生物系统的抽提
  • 2.1.3 生物系统的标准化
  • 2.2 生物积块的标准化及定量化
  • 2.2.1 生物积块的通用符号和功能描述
  • 2.2.2 生物积块的标准连接方法
  • 2.2.3 生物积块标准的定量机制
  • 2.3 合成生物系统的层级化结构
  • 2.3.1 生物元件
  • 2.3.2 生物装置
  • 2.3.3 生物系统
  • 2.3.4 多细胞交互与群体感应
  • 2.4 合成生物系统的逻辑结构
  • 2.4.1 合成生物系统的基本逻辑结构
  • 2.4.2 合成生物系统的组合逻辑结构
  • 2.4.3 合成生物系统逻辑结构分析的重要性
  • 2.5 合成生物系统定量研究方法
  • 2.5.1 合成生物学设计方法概述
  • 2.5.2 合成生物学计算模型概述
  • 2.6 合成生物系统的设计原理与简约性
  • 2.6.1 合成生物系统的设计原理
  • 2.6.2 合成生物系统的简约性
  • 2.7 合成新反应与网络的设计原理
  • 2.7.1 合成基因网络的工程化设计原理
  • 2.7.2 新反应途径的开发
  • 2.7.3 定向进化基因网络设计原理
  • 2.7.4 组合同源代谢网络
  • 2.7.5 组合异源代谢网络
  • 参考文献
  • 第3章 合成生物系统的基因线路
  • 3.1 基因线路概述
  • 3.1.1 基因线路的起源
  • 3.1.2 基因线路的类型
  • 3.2 基因线路调控元件
  • 3.2.1 启动子
  • 3.2.2 终止子
  • 3.2.3 弱化子
  • 3.2.4 增强子
  • 3.2.5 阻遏子
  • 3.2.6 绝缘子
  • 3.2.7 核糖体结合位点
  • 3.2.8 转录因子
  • 3.3 逻辑门基因线路
  • 3.3.1 “与”门基因线路
  • 3.3.2 “或”门基因线路
  • 3.3.3 “非”门基因线路
  • 3.3.4 “与非”门基因线路
  • 3.3.5 “或非”门基因线路
  • 3.4 开关基因线路
  • 3.4.1 转换开关
  • 3.4.2 双相开关
  • 3.4.3 核糖开关
  • 3.4.4 RNA开关
  • 3.4.5 双稳态开关
  • 3.5 基因线路调控方式
  • 3.5.1 基因线路纠错
  • 3.5.2 基因线路放大
  • 3.6 基因线路实例
  • 3.6.1 振荡器与生物节律
  • 3.6.2 细胞记忆基因线路
  • 3.6.3 光控开关与生物成像
  • 参考文献
  • 第4章 合成生物系统的设计与组装
  • 4.1 合成生物系统的设计
  • 4.1.1 合成生物系统底盘细胞的选择
  • 4.1.2 合成生物系统所需元件和途径挖掘
  • 4.1.3 合成生物系统的计算机辅助设计与分析
  • 4.2 合成生物系统的组装与构建
  • 4.2.1 转录单元的合成组装
  • 4.2.2 多基因代谢途径的构建
  • 4.2.3 染色体和基因组的组装
  • 4.2.4 合成生物系统的构建
  • 4.3 合成生物系统的优化
  • 4.3.1 单一基因的优化
  • 4.3.2 多基因途径的组合优化
  • 4.3.3 基因组简化和重构
  • 4.4 合成生物系统的分析与筛选
  • 4.4.1 合成生物系统分析技术
  • 4.4.2 合成生物系统筛选技术
  • 4.5 “设计-构建-检验-重设计”的特征循环
  • 4.5.1 功能模块与底盘适配性分析与评价
  • 4.5.2 人工体系运行效率的最优化
  • 4.5.3 快速检测技术对合成生物系统重设计的影响
  • 4.5.4 合成生物系统的系统性进化
  • 4.6 合成生物系统中的细菌间相互作用
  • 4.6.1 典型的群体感应系统
  • 4.6.2 混菌系统（群体感应）在合成生物学中的应用
  • 参考文献
  • 第5章 合成生物系统的调控与优化
  • 5.1 合成生物系统的单点调控与优化
  • 5.1.1 合成生物系统在DNA水平的调控与优化
  • 5.1.2 合成生物系统在RNA水平的调控与优化
  • 5.1.3 合成生物系统在蛋白质水平的调控与优化
  • 5.1.4 合成生物系统在XNA以及XNAzymes的调控与优化
  • 5.1.5 合成生物系统的全局调控与优化
  • 5.2 合成生物系统在基因组水平的全局调控与优化
  • 5.2.1 传统的基因打靶技术
  • 5.2.2 FokⅠ介导的合成生物系统基因组编辑技术（ZFN与TALEN）
  • 5.2.3 CRISPR-Cas9系统介导的合成生物系统基因组编辑技术
  • 5.2.4 基因组大片段的插入、删除和剪切-粘贴
  • 5.2.5 宏基因组学和比较基因组学
  • 5.2.6 总结与展望
  • 5.3 合成生物系统的理性调节与随机调节
  • 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
  • 5.3.2 合成生物系统在代谢组学水平的调控
  • 5.3.3 合成生物系统在功能基因组学水平的调控
  • 5.3.4 组学的未来
  • 参考文献
  • 第6章 无细胞合成生物系统
  • 6.1 无细胞合成生物学理念与设计原理
  • 6.1.1 直接体系控制
  • 6.1.2 原位检测和产品获取
  • 6.1.3 加速“设计-构建-测试”周期
  • 6.1.4 毒性物质忍耐性
  • 6.1.5 扩展生命化学
  • 6.1.6 经济性
  • 6.1.7 效率
  • 6.2 无细胞合成生物系统的分类
  • 6.2.1 基于细胞提取物体系
  • 6.2.2 纯化体系
  • 6.2.3 多酶体系
  • 6.3 无细胞合成生物系统的工程改造
  • 6.3.1 系统优化
  • 6.3.2 基因模板
  • 6.3.3 蛋白质合成
  • 6.3.4 小分子合成
  • 6.3.5 人工细胞
  • 6.4 无细胞合成生物系统的工程应用
  • 6.4.1 结构生物学
  • 6.4.2 高通量筛选
  • 6.4.3 生物医药
  • 6.4.4 生物催化
  • 6.4.5 疾病诊断
  • 参考文献
  • 第7章 合成生物学建模与计算机辅助工具
  • 7.1 概述
  • 7.1.1 合成生物学建模目的及模型特点
  • 7.1.2 计算机技术对于合成生物学研究的重要性
  • 7.2 合成生物系统数学建模的基本分析方法
  • 7.2.1 合成生物系统建模的基本分析流程
  • 7.2.2 模型拓扑结构的分析与确定
  • 7.2.3 模型动力学参数的确定
  • 7.3 合成生物系统数学模型的分析与评价
  • 7.3.1 稳定性分析与评价
  • 7.3.2 鲁棒性和敏感性分析
  • 7.4 合成生物系统的基本数学模型
  • 7.4.1 基本蛋白质表达模型
  • 7.4.2 逻辑门模型
  • 7.4.3 双稳态开关模型
  • 7.4.4 振荡器模型
  • 7.4.5 群体感应线路模型
  • 7.5 合成生物系统在大数据时代的文库构建与建模
  • 7.5.1 合成生物学模型与文库在大数据时代的特点
  • 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
  • 7.5.3 合成生物系统建模在大数据时代的发展方向
  • 7.6 计算机技术在合成生物学研究中的运用
  • 7.6.1 生物小分子的计算机辅助设计与改造
  • 7.6.2 基因线路的计算机辅助设计与分析
  • 7.6.3 合成路径和反应过程的计算机辅助设计
  • 参考文献
  • 第8章 合成生物学的应用
  • 8.1 绿色化工方面的应用
  • 8.1.1 化学品的绿色制造
  • 8.1.2 生物能源的绿色制造
  • 8.2 环境治理方面的应用
  • 8.3 医药方面的应用
  • 8.3.1 传染疾病的防治
  • 8.3.2 癌症及其他疾病的治疗
  • 8.3.3 药物筛选
  • 8.3.4 生物医药的先进制造
  • 8.4 抗逆性改造方面的应用
  • 8.4.1 抗发酵抑制物
  • 8.4.2 抗毒性中间产物
  • 8.4.3 抗毒性终产物
  • 8.5 其他方面的应用
  • 8.5.1 解释生物图案形成机理
  • 8.5.2 构建大肠杆菌条件反射回路
  • 参考文献
  • 第9章 合成生物学引发的新浪潮与颠覆
  • 9.1 合成生物学的全球战略地位和经济效益
  • 9.1.1 全球布局
  • 9.1.2 各国战略投资分析
  • 9.1.3 军事领域的应用
  • 9.1.4 民用市场前景分析
  • 9.2 合成生物学作为颠覆性新兴技术的优势
  • 9.2.1 与传统农业、发酵产业的比较
  • 9.2.2 颠覆性技术和手段
  • 9.2.3 可持续性和潜力
  • 9.3 国际主要合成生物学研究中心与热点
  • 9.3.1 全球公立研发中心布局
  • 9.3.2 全球私立研发中心布局
  • 9.3.3 全球研究热点
  • 9.3.4 研究前景与展望
  • 9.4 合成生物学的安全与伦理探讨及策略
  • 9.4.1 面临的伦理争议
  • 9.4.2 伦理研究的意义
  • 9.4.3 伦理研究的指导意义
  • 9.4.4 伦理相关政策的完善
  • 参考文献
  • 附录
  • 附录一 合成生物学专有名词英汉对照
  • 附录二 国内外重要合成生物学会议及科学家简介
  • 一、国内外重要合成生物学会议
  • 二、国内外著名科学家
  • 附录三 iGEM大赛以及优秀作品简介
  • iGEM大赛
  • iGEM大赛优秀作品简介
  • 附录四 经典的合成生物学技术
  • 附录五 主要的合成生物学网站和资源
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出版方

化学工业出版社

化学工业出版社（以下简称化工社）成立于1953年1月，是一家具有突出特色和品牌影响力的大型专业出版社。化工社坚持“服务读者、面向市场、立足化工、传播科技”的出版宗旨，秉持“严谨、创新、合作、诚信”的核心价值观，实施“出精品、树品牌、创高效”的经营理念，始终把坚持正确的出版方向、坚持社会效益第一作为工作的出发点和立足点，出版领域涉及专业图书、科技教材、大众读物以及科技期刊、电子出版物和数字出版物等几大门类。