序

合成生物學(xué)自20世紀(jì)中葉以來(lái)，歷經(jīng)了從理論構(gòu)想到技術(shù)實(shí)踐的深刻轉(zhuǎn)變。從DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，到限制性內(nèi)切酶的應(yīng)用，再到基因工程的深入發(fā)展，這一領(lǐng)域逐漸形成了以定量、計(jì)算和預(yù)測(cè)為核心的工程化研究模式。隨著基因組計(jì)劃的推進(jìn)和系統(tǒng)生物學(xué)的興起，研究人員開始嘗試重新設(shè)計(jì)和構(gòu)建生物系統(tǒng)，如人工基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和生物傳感器，這標(biāo)志著合成生物學(xué)的發(fā)展進(jìn)入全新時(shí)代。

合成生物學(xué)與人工智能技術(shù)的結(jié)合是當(dāng)今科技領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)，它們的交叉應(yīng)用很有可能重塑生物技術(shù)的未來(lái)。在人工智能技術(shù)迅速發(fā)展的今天，眾多科學(xué)家和研究人員，依托自身豐富的行業(yè)知識(shí)、專家經(jīng)驗(yàn)，積極將人工智能技術(shù)運(yùn)用到DNA改組技術(shù)、工程化載體的設(shè)計(jì)等復(fù)雜生物問(wèn)題的解決方案中，以期為生物系統(tǒng)帶來(lái)更多的可能性，以及提升生物系統(tǒng)的可控性。

近年來(lái)，我們將人工智能技術(shù)應(yīng)用于生物元件設(shè)計(jì)、生物系統(tǒng)優(yōu)化等研究工作，并就“合成生物學(xué)+人工智能”的深度融合如何推動(dòng)生物醫(yī)藥、能源和環(huán)境保護(hù)等做了大量的探究性工作。我們希望能將自己的研究成果集結(jié)成冊(cè)，出版一部兼具學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)踐指導(dǎo)意義的專業(yè)圖書，為相關(guān)領(lǐng)域的科技工作者和從業(yè)者提供參考，進(jìn)而為推動(dòng)跨學(xué)科思維的培養(yǎng)和科技進(jìn)步盡一點(diǎn)綿薄之力。

在這本書里，我們系統(tǒng)梳理了合成生物學(xué)的基本概念和歷史發(fā)展脈絡(luò)，著重探討合成生物學(xué)的智能化設(shè)計(jì)與應(yīng)用，揭示這一領(lǐng)域如何從傳統(tǒng)的生物學(xué)研究轉(zhuǎn)變?yōu)榭闪炕⒖深A(yù)測(cè)的工程化科學(xué)，以及如何通過(guò)工程化思維改造生物系統(tǒng)。此外，我們還介紹了合成生物學(xué)與人工智能技術(shù)相結(jié)合的若干進(jìn)展，包括智能算法在生物元件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的生物系統(tǒng)優(yōu)化策略，以及如何利用大數(shù)據(jù)分析來(lái)預(yù)測(cè)和控制生物過(guò)程，以期幫助讀者全面理解合成生物學(xué)的智能化設(shè)計(jì)與應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)而激發(fā)更多跨學(xué)科合作的靈感。

滕越