合成生物学是一系列行业的未来，从生物制药到农业。了解一些公司使用合成生物学建立更可持续的过程，以生产药品、服装、化妆品和食品。图像由rawpixel.com
詹娜·e·盖乐葛斯问任何研究人员合成生物学的定义，你都会得到不同的答案。合成生物学是一个非常多样化的领域，它的应用跨越了生物技术的各个领域。但是，给这个领域下定义的困难也使得合成生物学成为求职者的一个机会源泉。在这篇文章中，我们着重介绍了一些新兴的合成生物学家有望找到工作机会的领域。
1）生物制药
生物技术最古老的应用是胰岛素的生物制造。科学家们在几十年前就发现了如何利用酵母和细菌来生产人类药物。但是，虽然生产胰岛素只需要一个单一的基因，有许多重要的药物，如紫杉醇(一种抗癌药物)需要整个通路．这就是合成生物学发挥作用的地方。
有许多公司使用合成生物学来设计途径，使微生物能够生产与医学相关的药物。众所周知,a公司用转基因酵母生产抗疟疾药物青蒿素。合成生物学也可以改进体外药品生产。例如,Codexis利用合成生物学开发更有效的酶来合成小分子药物。
除了药物的生物制造，还有许多其他方法将合成生物学应用于生物制药研究。例如，有几家公司工程微生物不仅生产药物，而且提供药物在活的有机体内．这些所谓的“工程益生菌”可以根据特定的刺激产生药物，或者只针对身体的某些部位。
随着科学对生活在我们体内和体内的微生物的了解越来越多，制药公司正在开发基于微生物的治疗方法，以针对一系列疾病。皮肤微生物公司Azitra分享了他们有效开发、测试和带来的方法以微生物群系为基础的临床治疗。图片来源:Azitra
公司也在为治疗目的改造人类细胞。这是CAR-T细胞疗法这是一种很有前途的癌症治疗新方法。除了单细胞，一些公司还专注于开发合成组织和全合成瀑样用于研究或治疗目的。
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2）碳循环
发展合成生物产业是合成生物产业的主要目标之一选择,基于其方法适用于通常使用石油产品作为投入，产生碳排放作为输出的行业。
有许多公司致力于生产生物燃料或生物塑料。例如,合成基因组学把海藻改造成可再生燃料的生物工厂吗全球生物能源正在开发将工厂废物发酵成石化前体的工艺。
另一些人则试图更直接地固定碳优化自然carbon-fixers(植物和蓝细菌)。长期的碳储存也是一个挑战，一些合成生物学家认为细菌可以解决这个问题转化为二氧化碳变成液态。
然而，碳排放不仅仅来自燃烧燃料。温室气体也有生物和环境来源。LanzaTech将这些来源视为制造高价值化学品的有用起点。它的碳回收技术平台从农业和城市垃圾中捕获并转化所谓的沼气，然后将其转化为生物燃料和其他产品。
这些努力共同构成了一个循环经济，在这种经济中，生物既是我们所依赖的许多产品的来源，也是副产品，而这些产品不是石油化工产品。
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Carbo Culture是解决农业空气污染和土壤退化问题的先锋产品。生物炭在平衡碳循环中起着积极的作用。
3)时装和面料
我们通常不会思考我们的衣服背后的科学，但如果你看看你现在穿的任何衣服的标签，你可能会想起，时尚是由复杂的混搭材料提供的。衣服是植物基材料(如棉花)、石油基材料(如尼龙和氨纶)和动物基材料(如皮革和丝绸)的混合体。构成我们服装的纤维几乎都是经过漂白、染色和化学处理的。由于所有这些复杂性，时尚可能会对环境造成一些恶劣的影响。
有几家公司利用合成生物学来为时尚必需品提供更环保的替代品。例如，tintorium, PILI和colororifix正在寻找一种方法染蓝色牛仔裤时不会产生有害废物．此外，芒果材料是利用细菌将甲烷转化为生物塑料对于衣物和其他物品来说，如果它们最终像许多垃圾一样进入海洋，就会自然降解。
Colorifix从一系列天然色素中寻找颜色，并利用微生物将农业副产品转化为染料。当微生物爆发时，它们会将颜色‘固定’在织物上，从而减少对大量水的需求。”BBC地球频道报道。图片由玛丽安娜的利马
就连时尚偶像也注意到了这一点。高级时装设计师斯特拉·麦卡特尼把合成生物学带到跑道上通过与螺栓的线程这家生物合成公司致力于用蘑菇制造人造丝绸和人造皮革。博尔特并不孤单；合成丝公司如雨后春笋般出现在世界各地，包括AMSilk在德国和Spiber在日本，纽约有一家公司叫Ecovative设计那就是用蘑菇来创造各种服装、鞋类等的材料。
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4)化妆品和香水
你的衣服可能不是你穿的唯一的东西很快就会被合成生物学塑造．也有针对化妆品、护肤霜、古龙水和香水的合成生物公司。
传统的化妆品成分通常是动物成分，增加了对纯度和动物权利的担忧。例如，胶原蛋白是高端抗皱面霜中很受欢迎的成分，因为它有助于皮肤弹性。但胶原蛋白来自动物，这意味着它不是素食主义者友好型的，它会导致纯度和过敏问题。Geltor正在使用合成生物学生产不含动物的胶原蛋白替代品。Biossance,一个a公司也利用合成生物学技术创造了一种不含动物的化妆品添加剂，角鲨烷，这是传统的从鲨鱼的肝脏中获取．
HumaColl21™只是一个例子生物设计的未来如何带来更好的产品来改善人们的生活。图片:Geltor
除了对环境造成损害外，化妆品，尤其是香水的原料也非常昂贵。葡萄柚的精华被一种叫做诺卡酮的味道化合物吸收。每克大约200美元，真的，纯诺卡酮仅限于高端古龙水。一家合成生物公司Evolva希望通过发酵生产诺卡酮和其他香味化合物来改变这种状况。Conagen公司也使用微生物发酵生产高价值的香料和香味如香兰素。总部位于波士顿的银杏生物工作室使用酵母生产香味，并与香水师合作Robertet以及开发香味并将其商业化的其他人。该公司还成功地利用几种绝种花卉的花香创造了一种香水。
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5）食品及食品配料
这个类别值得发表几篇文章。合成生物学公司正在从几个方面重新构想食品领域，从农业革命到解决食物浪费，再到提出更环保的食品添加剂来源。
从地下的植物开始，公司喜欢Pivot Bio和Joyn Bio我们正在改造土壤细菌，以结束我们对合成肥料的依赖。
其他合成生物公司则专注于研究食物收获后的情况。例如,Conagen就是改造微生物菌株和新型酶来合成各种食品添加剂，从食品色素、甜味剂、肉类嫩化剂到防腐剂。银杏分拆主题FoodWorks还利用发酵来酿造蛋白质和营养物质，以生产更美味、更可持续的食物。
但企业并不只是专注于坚实的基础。AquaBounty公司例如，该公司正将水产养殖方面的进展与现代遗传学结合起来，创造出世界上最可持续的鲑鱼，同时空气的蛋白质利用细菌发酵从构成我们呼吸的空气元素中制造蛋白质。
几家公司，如灰熊肉和Meatable在不伤害动物和地球的情况下，利用合成生物学制造出真正的肉类。
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“完美日”冰淇淋限量销售已经售罄，但它向大型食品生产商展示了微生物是如何用于生产牛奶、奶制品、奶酪和冰淇淋的无动物成分的。图片:完美的一天的食物。
结论
这里强调的五个合成生物学重点领域远不是一个详尽的清单。对于每个致力于特定应用程序的公司，都有其他类似的公司Evonetix，扭转生物科学，Inscripta，银杏生物工作室,Benchling他们正在构建DNA合成、编辑、生物工程和整个合成生物学产业所依赖的数据工具。
虽然合成生物学家对该领域有不同的定义，但大多数人都同意，该行业的首要目标是将我们对化学和化石燃料的依赖转向生物燃料。这是一个崇高的目标，但有这么多不同公司的支持，合成生物学将在塑造各行各业技术的未来方面发挥重要作用。
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