综述:基于合成的全基因组工程

近日,中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所(筹)副所长、合成基因组学研究中心主任戴俊彪研究员受邀在Science China Life Sciences(《中国科学:生命科学》英文版)发表了题为“Whole genome engineering by synthesis”的综述文章。

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The technology evolution of genome research

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The timeline of synthetic genomics

文章以近期完成的几个基因组合成项目为例,详细介绍了基因组合成的技术细节和合成基因组的相关应用。

    同时,文章还讨论了一系列正在进行或将要进行的合成基因组学研究项目,包括不同物种的基因组、最小合成基因组、深度重编基因组、嵌合基因组和具有扩展遗传密码的合成基因组等,着重介绍了这些项目可能遇到的理论和技术障碍。

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The rules used for recoding the Sc2.0 synthetic yeast genome

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Using recoding, modulization, add-in and simplification as methods to design a synthetic genome

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The process to build a synthetic genome

    从头设计合成使得对基因组结构和功能的修改达到迄今为止不可能的程度,将有望获得对生命运作基本原理的新见解,并使得有价值的应用成为可能。随着高效且低成本的基因组合成和组装技术的发展,合成基因组学将有望成为根据特定原则设计功能性细胞的常规方法。

  合成生物学是一门新兴的交叉学科,被认为是继“DNA双螺旋发现”和“人类基因组测序计划”之后的第三次生物技术革命。作为合成生物学的重要组成部分,合成基因组学依据对生物系统运行法则的认识,通过对生命体基因组的设计与合成,实现遗传信息的优化重编程,甚至合理引入自然界不存在的人造法则,创建出可再造、可调控、可预测的“人工合成生物”,为人类面临的资源、能源、健康、环境和安全等重大挑战提供崭新解决方案。