第44期理解未來講座周六開講！

來自Scripps研究所的合成化學大牛Phil S. Baran教授和Floyd Romesberg教授。更有同來自Scripps的余金權教授、北京大學化學與分子工程學院的陳鵬、雷曉光教授參與對話。

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時間：2018年9月15日 14：00-16：40

地點：中國科技館· 一層報告廳

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有機化學就像在分子水平上的建築工作一樣，它幾乎參與構成了現代社會的各個方面，從地毯上的阻燃劑到女士們噴的香水，從我們服用的藥品到粉刷房子的油漆，從iPhone手機的屏幕到屋頂上的太陽能電池板。我們一睜眼就不可避免地看到各個被有機化學影響的事物。有機化學是一個低調安靜的行業，但它讓社會得以正常運轉。

Phil Baran教授將帶來題為轉化化學(Translational Chemistry) 的演講。

「沒有比發明藥物更高尚的事業了。然而，作為新葯研發引擎的化學家們正面臨著難以置信的壓力，他們需要在一個高度受限和被監管的工藝中，以更少的代價做更多的事情，並且在這個過程中失敗率註定超過95%。那麼，從事天然產物研究的學術化學家們如何幫助這些新葯研發的英雄——製藥工業的化學家們呢? 通過一些我們的實驗室和其他實驗室的例子，這次演講將重點介紹基礎化學中的有趣發現和可大量化學合成的新方法。」

通過視頻來了解一下Phil對化學的熱情吧 

人類很擅長製造東西。我們製造建築、汽車、衣服、巨大的粒子對撞機、微型機器人等等。但事實上，世界上最好的工程師並不是人類，而是大自然。自然創造了繽紛的植物、多樣的動物，包括我們人類。

而人類總是被我們的物質所限制。我們從自然物質中提取或提煉材料，而大自然的積木是有生命的DNA。上世紀50年代，我們甚至不知道DNA長什麼樣，更不用說它是如何工作的了。但現在我們已經知道了如何讀、寫、剪切和粘貼，讓DNA為我們所用。

我們可以製造大腸桿菌，用以生產抗瘧疾的藥物；可以製造無菌蚊子，用合成微生物來製造生物燃料，還能製造發光的植物和變色的花朵。

簡而言之，我們已經進入了合成生物學時代。有一個非官方的說法：合成生物學指的是設計和製造自然界中不存在的生物成分和系統，以及重新設計和製造現有的生物系統。

通過這個視頻來了解一下，什麼是合成生物學吧

本期嘉賓Floyd Romesberg教授和同事在2014年首次成功人工合成核苷酸X和Y，X和Y可以在DNA內部完成配對，在實驗室內創造出了自然界中不存在的、含ATGCXY六種鹼基的全新生命體。這一成果打破了自然界的鹼基束縛，極大地擴展了生物化學家創造具有新功能的蛋白質的可能性。

這是合成生物學的跨越性進步，也是人類取得上帝能力的一大步。

Romesberg教授這次帶來的演講題目是「可儲存與檢索新增遺傳信息的半合成組織Semi-synthetic organism that stores and retrieves increased genetic information 」

「在地球上所有形式的生命體中，遺傳信息都是由四個「字母」排列而成，即核苷酸G、C、A和T，它們形成兩對鹼基對：G-C和A-T。

將遺傳字母表擴展至第五個和第六個字母，而非第三對非天然鹼基對，不僅可以被立即應用到多種應用上，例如，寡核苷酸的位點專一性標記，而且還可以以此為基礎去發展含有擴展遺傳密碼的生物體。為了實現這一目標，我們研究了大量不同的非天然核苷酸，這些核苷酸主要含有疏水性的核苷酸類似物，它們的配對方式是基於填充和疏水性的相互作用而非基於氫鍵的配對方式。基於大量的構效關係研究和兩輪篩選的優化，最終鑒定出一類能夠被DNA和RNA聚合酶很好識別的非天然鹼基對。

最近，我們設計利用大腸桿菌來導入必需的非天然三磷酸鹽，並證明了含有非天然鹼基對的DNA可以在細胞內有效地複製、轉錄和翻譯，從而產生了第一個可儲存和檢索新增信息的半合成生物體。」

合成生物學將來會變怎樣呢，我們可以看看這個腦洞大開的CG視頻：

對話主持人：

余金權，美國Scripps研究所化學系Frank and Bertha Hupp教授，未來科學大獎科學委員會委員

對話嘉賓：

陳鵬，北京大學化學與分子工程學院化學生物系主任、前沿交叉學科研究院副院長

黃牛，北京生命科學研究院高級研究員

雷曉光，北京大學化學與分子工程學院教授、北大-清華生命科學研究中心高級研究員

活動日程： 

13:30-14:00 簽到

14:00-14:15 開場 

14:20-14:50 轉化化學，Phil S. Baran 

15:00-15:30 可儲存與檢索新增遺傳信息的半合成組織，Floyd Romesberg

15:40-16:30 對話環節 

16:30-16:40 結束致辭、合影

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編輯、排版Ariel

特別鳴謝：感謝王強博士對內容的審核