中国中医科学院黄璐琦院士和中国科学院大连化学物理研究所赵宗保教授带领团队联合发表了国内最早的关于中药活性合成生物学的研究成果，探讨合成生物学在中药资源可持续开发利用中的应用，并且明确了中药合成生物学技术发展目标之一，是利用合成生物学实现中药活性成分的“不种而获”，产生更多创新药物。当时正在中国中医科学院中药资源中心攻读博士后的郭娟深受启发，她深知中医药传承创新发展拥有无数可能，更离不开新技术新方法的应用。
中医药+合成生物技术=中药合成生物学
中药合成生物学是我国合成生物学独特的一个分支，即通过阐明并模拟中药活性成分生物合成的基本规律，人工设计并构建新的、具有特定生理功能的生物系统，获取中药活性成分。郭娟教授表示：“中药最大的特征是有效成分较为复杂，这些不同成分的配比提供了多样化的药效特征，也是中药发挥疗效的基础。但是对于药物研发而言，在一定程度上限制了深入开发利用。合成生物技术可以在一定程度上克服环境、气候的影响，同时也可以减少因中药成分复杂带来的分离提取成本。”因此，合成生物学为解决这一挑战提供了可操作性较强的工具和方法。尤其针对那些含量特别低的化合物，该方法更稳定、成本更低廉，可提升药物开发利用效率。
未来科学之光KH617
KH617，是一种微量小分子化合物，具有抗肿瘤活性，主要从药用植物中提取。目前，中国中医科学院分子生药学团队联合中国科学院天津工业生物技术研究所、四川弘合生物科技有限公司正在利用合成生物学研发这一中药来源创新药。
郭娟教授对于KH617充满信心，她表示，KH617的药效研究表明，它对晚期实体瘤，尤其是成人弥漫性胶质瘤有抑制生长作用，目前KH617在中国和美国都获得了临床试验批准，有望成为首个合成生物学制造的中药来源的一类创新药。
与传统获取方式相比，合成生物学技术不依赖栽培种植，品质不受环境、气候影响，且利用合成生物学生产的KH617含量高、无结构类似物干扰，为高纯度制剂制备提供了质量均一且稳定的原料，推动中药活性成分的新药研发。此外，KH617主要成分需从中药挥发油中分离获得，传统获取方式生产1公斤KH617，需要5~10亩适宜的土地，且生产周期长达一年以上，历经栽培种植、采收加工、分离提取，并且植物中存在诸多结构类似物，导致分离纯化难、提取成本高。
利用合成生物学技术构建KH617微生物细胞工厂，生产1公斤KH617仅需占地0.1亩的发酵车间，通过投入常规的培养基，利用生物反应器培养KH617工程细胞，5~10天即可收获。获得的产品与经传统方式获取的产品相比，具有含量高、纯度高、副产物少的特点，确保了高品质原料的可持续供应。
理解生命探索生命
“生命科学是一个系统的复杂体系。虽然随着科学技术的发展，尤其是DNA调控生命系统的密码不断得到揭示，我们对生命现象有了更进一步的认识和了解，但是当我们想要应用时，却发现其实摆在我们面前的依然是一个黑箱。”郭娟教授表示，将把未来的工作重点集中在药物研发上，合成生物学不仅仅可以实现药物的高效生产，还能实现一些具有优良活性的有效成分的改造，帮助更好地开发成临床可用的药物。
时至今日，中药合成生物学已经成为中医药现代化和国际化进程中重要的一环，也是中医药科学研究的重要学科体系。这个学科的持续发展，为生物学技术在中药材基因编辑遗传改良、珍稀濒危植物保护利用、中药活性分子高效获取等方面的应用，奠定了良好的产业化基础。
