生物工程赋能美好未来

      生物工程是以生物学理论技术为基础，定向改造生物或其功能，结合现代工程技术，大规模培养该生物，以生产大量有用代谢产物或发挥独特生理功能的技术，主要学科包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等。其应用领域包括：

      传统生物工程是在有限天然样本中筛选出有用微生物进行发酵酿造的技术，如杜康酿酒、诸葛亮制馒头都属于该技术范畴。这些技术给人们的生活带来了巨大改变，但因为不了解作用机理，应用领域有限。

      17世纪中期，列文虎克发明了高倍显微镜，帮助人们了解微生物在发酵中的作用。微生物纯种培养技术的发展，也使发酵技术从传统作坊式生产向大规模工业生产转变。

      1943年，通过发酵法实现了青霉素的工业化生产，人类第一次拥有了高效对抗细菌感染的手段，成为一项引领时代发展的重要技术。

      此后生物工程应用领域越来越多。目前日常工作中涉及到的头孢菌素等抗生素，β-胡萝卜素等维生素，精氨酸等氨基酸类药物的设计项目都是现代生物工程的成功应用。

      目前生物工程最重要的应用是细胞工厂。原料经特定菌种发酵后再提取纯化得到最终产品。

      因此菌种成为最关键的生产工具。传统的菌种选育方式需筛选大量无规则变异的细菌，效率极低。

      尽管如此，生物工程还是取得了很大的成功。2013年，出现了能够定向改造生物DNA，短期内创造出特定物种的新技术，大幅提高了生物工程的应用上限，使生物工程成为21世纪最重要的科学领域之一。

      CRISPR-Cas9 基因编辑技术可以精确定位和剪断需要修改的DNA片段并注入匹配的DNA序列。有了这项完美的基因编辑技术，定向编辑基因成为可能，菌种的选育效率大幅提高。