系统遗传学与合成生物学——21世纪的生物工程产业化

基因型-表现型复杂生物系统由多基因群调控,细胞发生的信号传导路径、多基因相互作用与细胞系谱定位形成生物系统的结构-图式发生遗传学,但分子、细胞和器官的结构、图式形成机理还不很清楚。复杂生物系统的图式演化是细胞的物种进化、细胞形态发育的细胞发生非线性动力学过程,包括:1)物种基因组结构内等位基因替代构成物种内基因多样性调控;2)物种间进化的基因组结构层次级别的自组织化。系统理论应用于系统生态学(Van Dyne GM.1966)、系统生理学(Sagawa K.1973)、系统心理学(Titchener EB.1992)、系统生物医学(Kamada T.1992)、系统生物学(Zieglgansberger W,TolleTR.1993)、系统生物工程与系统遗传学(ZengBJ.1994)的建立,以及遗传学机理的生物系统分析。细胞的基因组结构自组织化形成生物的系统发生,基因组的结构变化形成物种的适应变异,生物体结构的基因组复制与表达的细胞自组织化构成生物个体发生。基于系统遗传学的工程应用,合成生物学探索生物系统泛进化,包括人工生物体的遗传工程、基因调控和仿生智能的纳米生物机器,构成生物系统的人工引导进化。