《合成生物学》内容涉及合成生物学概述、合成生物学原理、合成生物系统的基因线路、合成生物系统的设计与组装、合成生物系统的调控与优化、无细胞合成生物系统、合成生物学建模与计算机辅助工具、合成生物学的应用、合成生物学引发的新浪潮与颠覆九部分。
作为一本系统性总结和阐述合成生物学理念、理论、方法和工程应用的教材，本书适用于生物类、化工类、环境类、医药类专业的高年级本科生和研究生教学，相信对从事生物、医药、化工、能源、资源和环境等领域的科技工作者也有裨益。

李春，北京理工大学生命科学与技术学院教授，生物工程学专家，生物转化与合成生物系统研究团队带头人，国家杰出青年科学基金获得者，享受政府特殊津贴。主要从事合成生物学与代谢工程、生物催化与酶工程、空间微生物技术等领域的研究，在微生物的抗逆免疫生物转化系统的构建与应用、天然产物和药物的微生物合成与生物改性、农用解盐促生菌剂创制等方面取得了系列研究成果。发表学术论文240余篇，其中SCI收录期刊发表论文110多篇，EI收录论文100多篇，申请国家发明专利46项，已授权国家发明专利26项，完成了2项生物技术和生物产品产业化应用，获省部级科技奖励5项，2017年获“侯德榜化工科技创新奖”。主持完成十几项国家科研项目，包括国家863计划、973计划和国家自然科学基金。主编和副主编国家规划教材5部，其中《生物工程与技术导论》获部级教材一等奖。指导本科生参加由美国麻省理工学院（MIT）主办的国际遗传工程机器竞赛连续四年（2013-2016年）获得金奖，其中2015年还获得了“New Best Application”提名奖。 目前担任中国工业生化与分子生物学分会副理事长，中国生物工程学会工业生物技术专委会副主任，中国化工学会生物化工专委会青年工作委员会副主任。还担任多个国内外学术期刊编委，包括《Frontiers in Biotechnology and Bioengineering》副主编，《Synthetic and System Biotechnology》、《Applied Microbiology and Biotechnology 》、《化工进展》、《过程工程学报》、《农业工程学报》和《生物加工过程》编委，《中国生物工程杂志》理事。数十次担任重要国际学术会议委员会分会主席或委员。

第1章 合成生物学概述
1.1 合成生物学的起源与发展
1.1.1 合成生物学的诞生与历史
1.1.2 发展中的重要科学发现和重要节点
1.1.3 合成生物学的定义与研究策略
1.1.4 合成生物学的发展趋势预测
1.2 合成生物学的产生过程
1.2.1 与遗传学和分子生物学的交叉
1.2.2 与系统生物学和生物信息学的交叉
1.2.3 与基因工程和代谢工程的交叉
1.3 合成生物学的工程化特质与研究范畴
1.3.1 合成生物学的工程化特质
1.3.2 合成生物学的研究范畴
参考文献
第2章 合成生物学原理
2.1 合成生物学解析的思路
2.1.1 生物系统的解耦
2.1.2 生物系统的抽提
2.1.3 生物系统的标准化
2.2 生物积块的标准化及定量化
2.2.1 生物积块的通用符号和功能描述
2.2.2 生物积块的标准连接方法
2.2.3 生物积块标准的定量机制
2.3 合成生物系统的层级化结构
2.3.1 生物元件
2.3.2 生物装置
2.3.3 生物系统
2.3.4 多细胞交互与群体感应
2.4 合成生物系统的逻辑结构
2.4.1 合成生物系统的基本逻辑结构
2.4.2 合成生物系统的组合逻辑结构
2.4.3 合成生物系统逻辑结构分析的重要性
2.5 合成生物系统定量研究方法
2.5.1 合成生物学设计方法概述
2.5.2 合成生物学计算模型概述
2.6 合成生物系统的设计原理与简约性
2.6.1 合成生物系统的设计原理
2.6.2 合成生物系统的简约性
2.7 合成新反应与网络的设计原理
2.7.1 合成基因网络的工程化设计原理
2.7.2 新反应途的开发
2.7.3 定向进化基因网络设计原理
2.7.4 组合同源代谢网络
2.7.5 组合异源代谢网络
参考文献
第3章 合成生物系统的基因线路
3.1 基因线路概述
3.1.1 基因线路的起源
3.1.2 基因线路的类型
3.2 基因线路调控元件
3.2.1 启动子终止子
3.2.3 弱化子
3.2.4 增强子
3.2.5 阻遏子
3.2.6 绝缘子
3.2.7 核糖体结合位点
3.2.8 转录因子
3.3 逻辑门基因线路
3.3.1 “与”门基因线路
3.3.2 “或”门基因线路
3.3.3 “非”门基因线路
3.3.4 “与非”门基因线路
3.3.5 “或非”门基因线路
3.4 开关基因线路
3.4.1 转换开关
3.4.2 双相开关
3.4.3 核糖开关
3.4.4 RNA开关
3.4.5 双稳态开关
3.5 基因线路调控方式
3.5.1 基因线路纠错
3.5.2 基因线路放大
3.6 基因线路实例
3.6.1 振荡器与生物节律
3.6.2 细胞记忆基因线路
3.6.3 光控开关与生物成像
参考文献
第4章 合成生物系统的设计与组装
4.1 合成生物系统的设计
4.1.1 合成生物系统底盘细胞的选择
4.1.2 合成生物系统所需元件和途径挖掘
4.1.3 合成生物系统的计算机辅助设计与分析合成生物系统的组装与构建
4.2.1 转录单元的合成组装
4.2.2 多基因代谢途径的构建
4.2.3 染色体和基因组的组装
4.2.4 合成生物系统的构建
4.3 合成生物系统的优化
4.3.1 单一基因的优化
4.3.2 多基因途径的组合优化
4.3.3 基因组简化和重构合成生物系统的分析与筛选
4.4.1 合成生物系统分析技术
4.4.2 合成生物系统筛选技术
4.5 “设计构建检验重设计”的特征循环
4.5.1 功能模块与底盘适配性分析与评价
4.5.2 人工体系运行效率的最优化
4.5.3 快速检测技术对合成生物系统重设计的影响
4.5.4 合成生物系统的系统性进化
4.6 合成生物系统中的细菌间相互作用
4.6.1 典型的群体感应系统
4.6.2 混菌系统（群体感应）在合成生物学中的应用
参考文献
第5章 合成生物系统的调控与优化
5.1 合成生物系统的单点调控与优化
5.1.1 合成生物系统在DNA水平的调控与优化
5.1.2 合成生物系统在RNA水平的调控与优化
5.1.3 合成生物系统在蛋白质水平的调控与优化
5.1.4 合成生物系统在XNA以及XNAzymes的调控与优化
5.1.5 合成生物系统的全局调控与优化
5.2 合成生物系统在基因组水平的全局调控与优化
5.2.1 传统的基因打靶技术
5.2.2 Fok Ⅰ介导的合成生物系统基因组编辑技术（ZFN与TALEN）
5.2.3 CRISPR-Cas9系统介导的合成生物系统基因组编辑技术
5.2.4 基因组大片段的插入、删除和剪切-粘贴
5.2.5 宏基因组学和比较基因组学
5.2.6 总结与展望
5.3 合成生物系统的理性调节与随机调节
5.3.1 合成生物系统在转录组学和蛋白质组学水平的调控
5.3.2 合成生物系统在代谢组学水平的调控
5.3.3 合成生物系统在功能基因组学水平的调控
5.3.4 组学的未来
参考文献
第6章 无细胞合成生