微生物合成生物学在疾病诊疗上的应用进展

在人体的身体内部居住着数以万亿计的细菌和其他微生物,寄生在我们的皮肤、胃肠道和口腔等部位,微生物群失调已成为炎症性肠病、过敏、肥胖、心血管以及神经退行性疾病和癌症等多种疾病发生发展的重要原因。与此同时,利用微生物制剂改善健康状况、治疗疾病也在研究和临床中得到验证。近年来,活体生物药不断被开发用于预防、诊断与治疗疾病。采用合成生物学手段在微生物中设计、构建精准可控的基因电路,获得非致病性、具有疾病微环境感知和响应能力并按需释放治疗药物的活体工程菌,实施活体微生物疗法,已成为临床疾病治疗的新思路和新方法。本文对微生物合成生物学在疾病诊疗中的应用进展,如预防与诊疗病原菌感染、治疗代谢疾病、靶向杀伤肿瘤、缓解炎症等进行了系统性总结,并针对微生物传感器设计和推广到临床应用中面临的问题和未来的发展进行了分析与展望。利用合成生物学在微生物中设计的生物传感器能智能感知疾病微环境并可控地提供药物,在疾病的监测和治疗中有巨大的应用前景。

基于数字课程云平台(ICC)开展“生物化学实验”线上线下混合式教学的实践与探索

生物化学实验课程是生物专业本科生最早接触的核心实验课程之一。在此探讨基于高等教育出版社数字课程云平台(ICC平台),以学生为中心,通过搭建预评结合的预习平台、营造活力互动的课堂氛围、创建榜样带动的课后总结模式,以及建立灵活多样的分层教学体系等多层次教学活动,开展生物化学实验课程混合式闭环教学的一系列教学设计、教学组织实施、考核评价等过程,有效提升了学生学习的兴趣、深度和广度,获得较好的教学效果,同时也为其他实验课程混合式教学开展提供有益参考。

合成生物学在慢病防治领域的应用与展望

随着合成生物学各项技术的日益完善和遗传元件的逐渐丰富,越来越多的基于不同响应机理、不同逻辑运算的人工基因线路被陆续设计开发。基于人工基因线路的定制化细胞疗法和基因治疗极大地推动了重大疾病的创新治疗策略并显示出巨大潜力。然而,目前基因线路定制细胞的设计与构建仍主要依靠假设-试错循环的经验性方法。如何设计与构建智能化、自动化的定制细胞和基因线路以满足不同实际应用场景需求是目前亟需解决的瓶颈问题。未来的合成生物学发展,将利用蛋白质定向进化技术、人工智能化技术在解析底盘细胞生命活动分子机制的基础上,设计动态化感知的智能化基因线路,有效地保证癌症、代谢疾病等治疗的安全性、高效性和特异性。