研究人员提出了一种新的、全面的合成生物学教学方法

合成生物学，即操纵生物学的科学，有很多“厨房里的厨师”，这既有助于它的蓬勃发展，也使它难以为各个学习水平的学生创建一个连贯一致的课程。从化学工程到伦理学，每一门学科都有独特的教学和文献方法，这导致科学家所学内容不一致

现在，西北大学的研究人员提出了一种新的合成生物学教学方法，该方法使用不同层次的组织——从分子规模开始，发展到社会规模——来教授开发可持续合成生物学技术的核心原理和整体观。该方法融合了许多学科的组成部分，允许来自许多不同背景的人接受合成生物学教育

一篇详细介绍该框架的论文发表在《自然通讯》杂志上

合成生物学专家兼主要作者Julius Lucks说：“早期版本的合成生物学课程缺乏概念基础。”。“从教育的角度来看，你看到了一种大杂烩，这取决于你所在的系。我们给自己设定了一个挑战，试图弄清楚：如何合并所有这些学科，以某种方式开发一个共同的框架，并创建一种共同的语言？”

Lucks是西北大学麦考密克工程学院的化学和生物工程教授，也是合成生物学中心（CSB）的联合主任

当基因工程在20世纪70年代出现时，重新利用、重新利用和重新配置生物系统以应对社会挑战的想法——合成生物学的核心——成为可能。随着CRISPR在1990年左右的出现，合成生物学得到了普及，在没有任何课程的情况下，面临着身份问题

西北大学化学与生物工程研究助理教授、该论文的第一作者Ashty Karim说：“我们在学生和实验室中看到的最大问题之一是，他们往往专注于一个非常具体的问题。”

“例如，如果你正在研究CRISPR是如何工作的，你可能正在研究对DNA进行编辑的定位蛋白质机制。但如果你要创建一种基于CRISPR的技术，除了分子规模的工作之外，还有许多其他重要方面。它是如何在人体内不同组织的细胞或细胞群中工作的？它如何与当前的医疗保健系统相互作用？这些都是我们需要进行的讨论，可能会影响我们所做的科学。”

Karim是CSB的研究主任，也是其教员的核心成员

由此产生了将生物学分解为尺度的想法，最初源于关于大多数生物学入门课程如何呈现从DNA到组织再到生物体的连续体的对话。在组织的不同层面出现了一些新出现的行为；社会的行为与生物体不同，等等。根据这篇论文，合成生物学可以分为五个组成部分：分子、电路/网络、细胞、生物群落和社会

拟议框架的关键是在每个尺度上都存在强有力的道德规范

作者说，通过在西北大学的本科生和研究生中试行该课程，他们发现不同的核心原理，如热力学和动力学，自然地映射到不同的尺度上。例如，你需要一直理解一个原则吗？或者你可以在一定程度上“忽略”它吗

课程还应以案例研究为基础，帮助学习者分析在一个尺度上做出的工程选择如何影响另一个尺度的生物功能，收集跨尺度的全球挑战的潜在解决方案，并确定合成生物学对社会目标和伦理问题的影响。案例研究也可以针对实施课程的机构或讲师进行量身定制

研究人员还希望课程能够得到更广泛的实施，并提供了其他人可以用来调整方法以适应他们的需求和兴趣的资源和想法