定量合成生物學(xué)新范式強(qiáng)調(diào)建立可定量預(yù)測生物系統(tǒng)的數(shù)理模型或AI模型，以推動(dòng)合成生物學(xué)從反復(fù)試錯(cuò)邁向精準(zhǔn)預(yù)測，提高生物系統(tǒng)理性設(shè)計(jì)能力，加速生物制造與生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

所謂理性設(shè)計(jì)，即基于“預(yù)測”的設(shè)計(jì)。論文第一作者、深圳先進(jìn)院副研究員羅楠介紹，當(dāng)把生物分子、基因、線路組合為合成生物系統(tǒng)時(shí)，如能對系統(tǒng)行為進(jìn)行精確預(yù)測，便可預(yù)知如何構(gòu)建系統(tǒng)以獲得預(yù)期功能，從而避免反復(fù)試錯(cuò)。

對此，我國科學(xué)家總結(jié)出定量合成生物學(xué)三種理性設(shè)計(jì)范式：基于原理的設(shè)計(jì)、“自下而上”的設(shè)計(jì)和人工智能輔助的設(shè)計(jì)。

“這三種設(shè)計(jì)范式都強(qiáng)調(diào)與定量分析方法的緊密結(jié)合，利用數(shù)理邏輯與定量關(guān)系對生物系統(tǒng)作出定量預(yù)測，為合成生物系統(tǒng)的理性設(shè)計(jì)提供依據(jù)。”羅楠介紹。

“合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)雖然展現(xiàn)出巨大發(fā)展?jié)摿?，但整體發(fā)展還處在早期階段。提升理性設(shè)計(jì)能力是當(dāng)務(wù)之急，也是國際共識(shí)。”羅楠說。

劉陳立認(rèn)為，發(fā)展定量合成生物學(xué)將推動(dòng)合成生物學(xué)從定性、描述性、局部性的研究，向定量、理論化和系統(tǒng)化變革，從而使合成生物學(xué)成為推動(dòng)基礎(chǔ)生物科學(xué)的重要力量。（記者羅云鵬 通訊員朱詩穎）

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