未来想从事合成生物学的话，本科/研究生应该学些什么东西？ 第1页

谢 @Frost等403人 @李翛然 邀。

我觉得首先要关注的一个是演讲和沟通的技巧。尤其在合成生物学这种交叉学科尤为重要。

怎么见人说人话，见AI说code。

怎么高效地传递信息，把一件事情说清楚明白，让所有听众最大程度地了解你的成果。

好的演讲者，好的沟通者，就是能够点石成金，变腐朽为神奇。

现代社会的科研的基石，期刊发表也好，大小会议也好，都在于学术交流。你在自己实验室里鼓捣的东西，再美妙，只要没有被同行认识到，对于科学发展就是没有任何意义的。

甚至有时候，适度的“包装”也是必要的，每个人都应该为让自己的成果尽可能多地传播而奋斗。

这个展开说就太长了，我自己也不能说就有多高的水平。我只有一个建议，就是多去做报告，多说多练，小到组会，大到学术会议展示，不要放过机会锻炼自己。

下面说说关于做科研的，我分两方面谈吧，一个是知识，一个能力。没有知识，巧妇难为无米炊；没有能力，空有宝山不自知。

能力：

Level 1: 检索和快速阅读。合成生物学以现在的发展水平来谈，还是启发式的科研，在前人的实验和发现基础上添砖加瓦。完全靠first principle的工作也不是没有，但是屈指可数。这就意味着你能够支配的资源、使用的方法，几乎完全取决于你能搜索到多少资料。

Level 2: 自学。这个不是指读paper，而是在有需要的时候，能够啃下一个之前自己完全不了解的小领域的一系列文章的能力。

Level 3: 学科交叉。领域A的成果和领域B的成果，组合在一起，带来全新的视野和方法论。合成生物学就是这么诞生的，这20年来的发展，也是在不断地吸收传统的数理化生的方法、概念和人才，杂糅前进的。

Level 4：洞见和逻辑。能从不同的表象中发现相同的内在规律，能从相同的逻辑链条发散出不同的联系与应用，那么配合学科交叉的能力，你会发现只有好idea做不完的时候，根本不会才思枯竭。

Level 5：审美。什么是重要的，什么是当下急需的，什么是容易实现的，为什么一个工作比另一个工作更好。吾生也有涯，而知也无涯。以有涯随无涯，殆已。

知识：

Level 1：实验技术，实验安全，基础的分子生物学、遗传学、微生物和合成生物学设计原理

这个是最基本的，学生的首要任务就是搬砖，最低要求是能看懂的protocol，做得出实验。比较高的要求，是能设计要构建的系统，设计对应的实验protocol。

Level 2：简单的物理学和化学

分析化学、有机化学、反应动力学是必要的。不要催化的什么反应都搞不清楚，化学反应模型列出来都看不懂，就很尴尬了。

物理在一般通识的大学物理的水平上，统计力学可以再深入了解一下。

Level 3: 数学建模，数据分析，计算机语言

合成生物学区别于传统方法的特征之一，就是存在模型指导的理性设计。合成生物学一般涉及的建模还是比较简单的，一般学校物理系本科2年级学过的数学知识就基本够用了，大概列一下，就是多元微积分、线性代数、ODE、PDE、稳定性分析、随机过程。

在实验设计之前，就要考虑数据分析的问题。这就需要有基础的统计学和数理统计。之后根据你喜好的方向不同，可能需要图像处理、生物信息、网络分析等等知识。

所以，学一到两门计算机语言，用来建模和数据分析，也是必须的。

Level 4：广而深的生物学，以及背后的数学、物理、化学、进化原理

现在合成生物学的发展情况来看，遗传学、分子生物学、细胞生物学、生化、动植物生理学、天然化合物、进化、生态，都有涉及到。

我之前写了一个回答有关生物学的，有什么专业的难度是被严重低估的？

这么多学科，全都学得好也是不太现实的。尤其交叉学科人均外行，都犯过或多或少、或大或小的错误，发表在CNS和知乎上。更何况以我上大学以来接触的人来看，绝大多数人的生物学都是学的都是个Snapchat，考后即焚。

所以Level 4也可以说是地狱模式的要求，你出错了也不丢人。对于绝大多数人来讲，我觉得不要把这个事情当做你最开始的目标，而是把前3个Level做做好。毕竟绝大多数的工作，还轮不到拼各自的生物学底蕴的程度。

当然如果真的有条件的话，我还是建议把生物学的内容打得扎实牢靠一些，和数学、物理、化学结合着去学。其实学起来其实也没有那么困难，门槛不高，主要靠细水长流地去磨。一开始你就找几本写的不错的教材，天天当小说反复看就行了。很多东西其实都是熏出来的。

理想的情景下，要能把一个个知识点以“功能-结构-进化”的方式重构成知识网络，谈到自己了解的现象，都能解释前因后果，甚至能够灵光一现，信手拈来一个看起来似乎八竿子打不着但实际上内在相关的知识点。

Level 5：一门专精，其他所有的数学、自然科学和工程学的前沿进展都懂一点

合成生物学归根到底，还是一个工具。做科研开始可以搞点三板斧，但是如果有点追求，还是应该向“飞花摘叶皆可伤人，草木竹石均可为剑”而努力。

以下为比较必要的：

• 大脑和智力的使用
• 信息检索、文献阅读
• 科研伦理
• 生物安全
• 基本的分子克隆技术
• 非常基础的细胞生物学
• 非常基础的生物化学
• 非常基础的微生物学
• 基础的遗传学、生态学，主要是「选择压力」的概念
• 计算生物学（建模什么的）
• 简单的生物统计和作图

以下为锦上添花的：

• 「修电脑」时使用的工程学思维
• 模拟电路+数字电路
• 生物信息
• 高阶一点的统计（机器学习等）
• 自动化
• 发酵工程
• 信号与系统
• 热力学
• 混沌
• 审美

以下为高山仰止的：

• 把一切传统领域包装为「合成生物学」的能力
• 鸡汤学（面对外行时）
• 反鸡汤学、劝退学（面对传统生化环材从业者）
• 市场调研、市场教育、市场创造、市场编造
• 乙醇和乙醛代谢能力（无法后天训练）
• 画饼、ppt制作、演讲
• PR，尤其是面对要义务教育需要回炉的公众的PR
• 游说政客或者成为政客