合成生物学是面向未来的行业,是实现可持续发展和碳中和目标的重要基石。虽然目前合成生物学在总生产规模中占比很小,但已经进入快速发展期,未来甚至可能颠覆许多现有行业,非常值得关注。
合成生物学是生物科学在二十一世纪刚刚出现的一个分支学科,近年来合成生物物质的研究进展很快。合成生物学与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的办法不同,合成生物学的研究方向完全是相反的,它是从最基本的要素开始一步步建立零部件。
合成生物学与基因工程把一个物种的基因延续、改变并转移至另一物种的作法不同,合成生物学的目的在于建立人工生物系统(artificial biosystem),让它们像电路一样运行。
合成生物学是中国普通高等学校本科专业。该专业的修业年限是四年。授予工学学士。
专业介绍
合成生物学是一门综合学科,意在以传统生物学获得的知识和材料为基础,利用系统生物学的手段对其加以定量的解析,在工程学以及计算机的指导下设计新的生物系统或对原有生物系统进行深度改造。
培养目标
培养适应社会主义现代化建设需要、德智体美全面发展,具备良好职业道德,具备合成生物技术基本理论和专业知识,并能分析和解决重大环保、能源、生物医药、信息、轻工、食品、和军工等应用领域的工程问题的能力,具有创新精神、和较好的国际交流能力的高级工程技术人才。
合成生物学是什么?
“合成生物学”的概念最早在 1910 年就被提出,但直到 2000 年美国科学家开发了遗传开关,才标志着现代合成生物学的开端。合成生物学是横跨生物学、化学、物理、数学和计算机等等多个领域的学科,只有在这些领域都达到一定高度之后,合成生物学才获得了近些年突破和发展的机会。在这个时点我们认为值得关注合成生物学主要有三个原因:
一、在全球维度的碳中和目标下,使用可持续原料替代不可持续原料是大势所趋,理想的结果是在保持材料性能的同时减少原料的碳排放。合成生物学能够实现将生物质这样的复杂原料转化为各种基础化工原料的过程,可以说是化工行业实现双碳目标的终极手段。
二、在许多结构复杂的产品上,合成生物学已经成为主流生产方式。而随着技术持续进步,合成生物学的成本优势在不断向上游渗透,在一些低碳小分子化工品上也开始展露出竞争力,未来有可能颠覆现有的石化生产路线。
三、受益于基因测序、编辑、合成等技术的突破,合成生物学可能已经跨过了行业发展的奇点,后续的发展速度有望远超过去的线性增长,在原料选择、产品广度、生产成本上都可能出现飞跃式的提升。
合成生物学专业开设院校及其排名:
天津大学
院校介绍
天津大学(Tianjin University),简称天大,其前身为北洋大学,始建于1895年10月2日,是中国第一所现代大学,开中国近代高等教育之先河。“甲午战争”失败后,学校在“自强之道以作育人才为本,求才之道以设立学堂为先”的办学宗旨下,由清光绪皇帝御笔朱批,创建于天津,由盛宣怀任首任督办。学校初名北洋大学堂,内设头等学堂(大学本科)和二等学堂(大学预科),头等学堂设四个学门:律例、工程、矿务和机器。
学科建设
学校坚持“强工、厚理、振文、兴医”的发展理念,形成了工科优势明显、理工结合,经、管、文、法、医、教育、艺术等多学科协调发展的综合学科布局。现有74个本科专业,43个一级学科硕士点,31个一级学科博士点,30个博士后科研流动站。在第四轮全国学科评估中,天津大学共有25个一级学科参评,进入A类学科数达到14个。其中,化学工程与技术学科进入A+档、4个学科进入A档(2%-5%)、9个学科进入A-档(5%-10%)。12个学科领域进入ESI前百分之一,其中3个进入ESI前千分之一。
科学前沿
学校科研实力雄厚,始终聚焦国家重大战略需求、聚焦世界科技发展前沿,取得了丰硕的成果。2016年至2020年,共获国家三大奖21项,其中国家自然科学二等奖3项、国家技术发明二等奖6项、国家科技进步特等奖1项、国家科技进步一等奖3项、国家科技进步二等奖8项。共有4个国家重点实验室,分别为水利工程仿真与安全国家重点实验室、内燃机燃烧学国家重点实验室、精密测试技术及仪器国家重点实验室和化学工程联合国家重点实验室。国家工程实验室4个、国家工程(技术)研究中心4个、国家国际科技合作基地3个、教育部重点实验室8个、教育部工程研究中心8个、天津市重点实验室33个、天津市工程中心23个、天津市国际合作基地36个。有国家自然科学基金委创新研究群体8个、教育部创新团队12个。国家重大科技基础设施——大型地震工程模拟研究设施于2019年10月正式启动建设;获批建设合成生物学前沿科学中心,是教育部首批批复建设的7个前沿科学中心之一。学校获批10个国家“高等学校学科创新引智计划”,药学院获批“高校国际化示范学院推进计划”。
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