合成生物学虽然还不能从头去造一个生命体，我们对它的基础原理还不是很了解，只是刚刚起步。但是现有的技术和对生命的理解，已经能够让我们做一些事情，运用在医药、食品、能源、健康等各个方面。
刘陈立是中国科学院深圳先进技术院合成生物学研究所所长，深圳合成生物学创新研究院院长。他提到，自然界中丰富多彩的物种，包括我们自己都是从一个细胞慢慢生长、发育变成一个复杂又非常美丽的个体。这个过程不是人类干预的过程，是自然界的演化过程，我们能不能理解它，甚至是掌握它呢？
薛定谔在《生命是什么》一书中提到，生命其实是有序的，是有法则可依的。朱熹老先生也说过格物致知，所以第一部分内容是造物致知。费曼先生说只要这个事物我不能造出来，我就不理解。合成生物学家说能不能通过建造生命去理解它呢？
这些美丽的图案，有斑马的条纹、老虎的条纹，它们是怎样从一个细胞通过生长、发育，形成这样漂亮的图形的呢？如果人类自己去建造、去设计这样的图形，要怎么做呢？这是北京奥运会时的图片，一种做法是把人排成一排排后，站在固定的位置，然后翻牌。另外一种做法是大家跑到固定的位置，然后形成固定的形状。这两种我们凭直觉想出来的方法，其实自然界也在用。
作为合成生物系统，我们是不是可以简化它，去掉那些冗余的信息，只留存最基本、最核心的信息，就是让它产生最核心的本质的结构呢？为了做这件事情，我们再简化一点，我们不用细胞，而采用细菌。细菌非常小，像大肠杆菌只有1微米大（1微米是1毫米的千分之一），要在显微镜下才能看得见。我们把这个细菌接种在一个培养皿上，这个培养皿差不多10厘米大小，这个细菌会生长，变多，逐渐占满整个培养皿。
如果我们从其他的物种借一些基因，加入一些设计放到这个细菌中，我们再将这样的一个细菌放到培养皿里，它就能够自己生长、发育，变成这样一个条纹的状态。
生物界中还有一个很有意思的问题，这种重复性的条纹的数量是有严格控制的，比如说马的蹄子只有一瓣，犀牛的蹄子为三瓣，人的手指有5个，如果长出6个来就认为是不正常了。所以这个数量是严格调控的。刚才我们看到的这些条纹，能不能调控数量呢？如果我们再给它改变一个基因，就发现只要调控这个基因的量的多少，它的数量就可以从5个调到2个，或者是1个，甚至没有，非常简单。
还有一个有趣的问题，就是重复结构的大小。长颈鹿的颈椎和人一样都是七块，但它的颈椎比我们长很多，这个长度到底是由什么决定的呢？我们又改变了一个基因。我们发现只要改变这个基因，条纹或者是重复结构的大小，就能够很容易进行变化。
上述我们从其他物种借一些基因加到一个细菌里，用某种机制，让它得到一个有序结构，能够帮助我们理解背后的普适的原理。刚才举的例子是单种细胞，也就是单个细菌，它自己形成了条纹的结构。
而胚胎，它的细胞有不同的种类，比如皮肤细胞在外面，然后肌肉细胞在皮肤下面，还有骨骼、血管在里面，等等，它总是在不同的位置分布。作为合成生物学家，我们就在想，怎么让不同的细胞在空间上的不同位置分布呢？假设我有5种细胞，能不能让这5种细胞去生长、运动，让它能够在空间上占领不同的位置，形成外一层、里一层，再到中间这样的位置呢？
我们通过实验完成了，5个细胞点上去，不用理它，它自己就可以生长，然后分布在不同的位置。
格物致知就是传统的生物学，自上而下的，比如发现这片叶子之所以形成这个形状，它背后的基本原理或者是可能的作用机制。造物致知就是自下而上的，自己设计一个机制，让它长出一个有点像我们自然界看到的那些形状的生物结构。这有两个启示。
一个是自然界中的这些类似结构背后的机制跟我们人脑想出来的，凭直觉自己设计出来的机制，可能是相通的。第二个启示，我们并不关心自然界，它形成这个结构是因为怎样的原理或者是怎样的机制。作为合成生物学家，我们要造一片叶子，用我们自己设计的机制发现了这个原理就可以了。只要它的结构和功能一样，我们可能就满足了。
我们现在的技术能够做什么？我们可以对它进行改造。比如说让它发光，这是现在可以做到的。
当然现在可能不够亮，如果够亮，或者我们能够控制它的话，也许我们能够创造一个像《阿凡达》一样的世界。我们再畅想一下，也许能够把城市中的路灯全部换成发光的树，白天不亮，晚上按一个开关，树就自己亮了，整个城市将节约很多电。这是一种改造。还有另外一种改造。合成生物学改造生命体常用的就是青蒿素。青蒿素是从植物黄花蒿里面提取出来的，黄花蒿的种植可以说是靠天吃饭，产量不稳定，价格也不稳定。
美国的一位教授把黄花蒿里面的基因放到酵母菌中，酵母菌比前面讲到的那个细菌大五六倍，有5到10微米。他把酵母菌放到发酵罐里，像酿啤酒的方式来酿青蒿素。可以说黄花蒿大部分的植株是没用的，因为含有青蒿素化学成分的只有一点点。我们就让这个酵母只干生产青蒿素这件事儿，这个事情已经做成了，已经在服务社会了。
最近，我们研究所的一位老师罗小舟，在美国的实验室工作时，做的一项工作是把大麻里面的基因放到了微生物里，让微生物直接生产大麻素这一类的药物镇定剂，像CBD。
下面这位小朋友叫夏洛特，她得了癫痫，每个月要发作300次。但是如果吃了大麻素的有效成分CBD，就会减缓症状，每个月只发作10次。这就是用合成生物学技术来生产这些农业来源的药物的一个例子。
第二个例子，我的好朋友钟超教授在用细菌生产胶水，这个细菌能够不断繁殖，也就是说这种胶水永远用不完，自己会生长，你要用的时候加一点铁离子，它就凝固了，而且在水下面也可以用。还有一个例子，我另外一个朋友叶海峰教授做的一项工作。图中这只小鼠得了糖尿病，他把一团能够分泌胰岛素的细胞，包裹在一个微胶囊里面，然后把这个微胶囊植入小鼠的腹腔。小鼠只要喝茶，就能诱导胶囊里面的细胞分泌胰岛素。只要喝茶就等于吃药了。
这是最近的一项工作，也是合成生物学在医学上的一个运用。
目前，合成生物学虽然还不能从头去造一个生命体，我们对它的基础原理还不是很了解，只是刚刚起步。但是现有的技术和对生命的理解，已经能够让我们做一些事情，运用在医药、食品、能源、健康等各个方面。现在国外比我们发展快一些，中国刚刚起步。
可能最厉害的、最佳的合成生命体的设计师就是伟大的中国古代劳动人民，他们设计了龙，龙是鹿脚、狮子头、鳄鱼的嘴巴、蛇身、鱼鳞、虎掌、鹰爪合成而来。中华民族真是充满想象力和创造力的民族，让我们一起造物致知。