8月5日，记者从中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）获悉，该院研究员刘陈立与中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员赵国屏提出定量合成生物学新范式。相关研究论文近日发表在《自然综述：生物工程》杂志上。

定量合成生物学新范式强调建立可定量预测生物系统的数理模型或AI模型，以推动合成生物学从反复试错迈向精准预测，提高生物系统理性设计能力，加速生物制造与生物经济发展。

所谓理性设计，即基于“预测”的设计。论文第一作者、深圳先进院副研究员罗楠介绍，当把生物分子、基因、线路组合为合成生物系统时，如能对系统行为进行精确预测，便可预知如何构建系统以获得预期功能，从而避免反复试错。

对此，我国科学家总结出定量合成生物学三种理性设计范式：基于原理的设计、“自下而上”的设计和人工智能辅助的设计。

“这三种设计范式都强调与定量分析方法的紧密结合，利用数理逻辑与定量关系对生物系统作出定量预测，为合成生物系统的理性设计提供依据。”罗楠介绍。

“合成生物学产业虽然展现出巨大发展潜力，但整体发展还处在早期阶段。提升理性设计能力是当务之急，也是国际共识。”罗楠说。

刘陈立认为，发展定量合成生物学将推动合成生物学从定性、描述性、局部性的研究，向定量、理论化和系统化变革，从而使合成生物学成为推动基础生物科学的重要力量。

（原载于《科技日报》 2024-08-07 06版）