合成生物學及應用（簡體書）

21世紀的頭十年，科學工程領域中生物學成長為真正的技術，這便是合成生物學的出現。在此之前，人們往往使用較傳統的生物技術形式，而合成生物學超越了這些被稱為“工匠”式的生物技術。為了讓生物學為日常生活需要服務，合成生物學應用諸如標準化、模型化等工程原理，運用分級提取或對設計和建造進行耦合的方法，建立一套新的用于社會的生物學系統。
本書的目的是希望對合成生物學中最具前景的工業與環境應用進行全方位評價。我們不僅分析合成生物學能將現代技術提高至何種程度，而且尋找從經濟、環境、社會和倫理學方面合成生物學都有哪些潛在應用。為了能全面地呈現合成生物學在技術、經濟、環境和社會上的多種應用，本書總結了各種不同的觀點。
第1章詳細介紹了幾種不同類型的生物燃料及其生產方法，例如乙醇、非乙醇燃料、產自藻類的燃料、生物氫能源、微生物燃料電池和生物光電系統。介紹了乙醇應用的技術瓶頸及其實現環境可持續性生產的條件。還討論了丁醇的優點與生產挑戰，為了使藻類生產系統具有競爭性必須考慮哪些特定經濟問題，以及在開放池生產系統中環境影響的不確定性等。進一步探討了生物氫能源經濟的環保優勢及其面對的問題，最后描述了環境友好型微生物燃料電池美好的市場前景。
第2章詳述了許多生物修復的應用。主要介紹了檢測環境污染物的可能方法，分析了水處理、土壤和地下水凈化對環境和社會帶來的益處，描述了固體廢物處理的市場前景。此外，第2章還介紹了面對未來全球性水資源匱乏局面合成生物學中最重要的應用之一——使用生物膜進行水脫鹽技術所面臨的挑戰。另一個全球性的環境挑戰是合成生物學使CO2的再利用發展為商業的可能性。
第3章集中介紹了運用合成生物學生產的各種生物材料，諸如生物聚合物(生物塑料)、大宗化學品、精細化學品等。本章突顯了合成生物學通過合成化學所實現的環境優勢，因為合成化學通常具備集約型生產體系，例如運用合成生物學的設計通過使用細胞工廠可以除去有毒的副產物。本章的另一大焦點是纖維小體。纖維小體可用于降解纖維素和半纖維素，這在經濟和環境方面有巨大的用途。
第4章探討了兩項仍處于實驗階段卻具有廣闊前景的合成生物學技術。原始細胞和外來生物學終將會提供一套新的應用系統，范圍波及環境中的智能半生命體系，以及為了阻止自然生物和工程生物之間基因流的水平擴散而建一道基因防火墻，這些均涉及許多環境和倫理學問題。
最后一章，也就是第5章，給讀者介紹了用于合成生物學的一些規則框架。鑒于地區差異，本章分別介紹了美國、歐洲和中國的情況。針對已出臺的規則框架，第5章也為面對不斷出現的技術發明提出了改進和修改的建議。
感謝本書的所有合著者，他們是來自學術、工業和非營利組織的專家學者。也感謝Wiley友好地出版此書。還感謝讀者朋友們對合成生物學應用于科學、經濟、環境、社會和倫理學方面的興趣。
我希望本書能使大家更好地理解合成生物學在社會方方面面的應用，并有助于人們為日益發展的合成生物學工具和應用做出更睿智的決策。

Markus Schmidt