展望

近年來，基于合成生物學原理設計人工合成細胞工廠發酵生產植物源天然產物的研究，已經取得了一系列堅定領域發展信心的成績，如青蒿素、β-?欖香烯、番茄紅素、人參皂苷及嗎啡等細胞工廠的成功創建。相比傳統生產方式，這種新的資源獲取策略在資源可持續利用和經濟效益等方面均具有很顯著的優勢，因而作為一種革新模式嶄露頭角。

據統計，僅我國就有上萬種含有生物活性成分的藥用植物（中藥），它們為現代藥物開發提供了靶點豐富的前體藥物寶庫，同時其豐富的生物合成途徑為我們提供了催化類型多樣的天然酶庫。然而“雙寶庫”的有效開發是高度交叉的前沿研究領域，需要集生物學、信息學、化學、中藥學、藥學等多種學科的共同努力和協作攻關。

具體到理論和技術方面的現狀，目前生物合成途徑的規?；馕龊驮旖ㄔO、生物途徑高通量組裝和優化、人造系統的調試等方面還處于初級發展階段，人工智能等自動化技術參與程度較低。一些化合物類型的研究基礎薄弱，工程細胞異源合成效率還比較低，導致發酵法成本與傳統路線相比經濟優勢不明顯，需要進一步加強攻關。但總的來說，隨著人工智能技術的逐漸成熟，植物基因組的測序技術低成本化，高通量化學合成基因技術的完善，以及全局代謝網絡為基礎的代謝途徑優化理念和操作的進一步突破等，最終人們將真正迎來植物源天然產物人工合成的新時代。（作者：戴住波，中國科學院天津工業生物技術研究所；王勇，中國科學院上海生命科學研究院 植物生理生態研究所；周志華，中國科學院上海生命科學研究院 植物生理生態研究所；李盛英，中國科學院青島生物能源與過程研究所；張學禮，中國科學院天津工業生物技術研究所?！吨袊茖W院院刊》供稿）