什么是合成基因组学(Synthetic Genomics)？

合成基因组学是生物化学的一个领域，专注于创造基因组——生物体维持生命所必需的遗传或遗传信息的完整集合。生物体的基因组是由脱氧核糖核酸（DNA）分子组成的，这些分子形成一个密码。这部分代码，被称为基因，控制生物体细胞中蛋白质的产生和相互作用，使有机体能够发挥作用。在合成基因组学中，科学家为研究目的或在医学和生物燃料制造中的实际应用而操纵和重建基因组。人类基因组是一个综合基因组特定个体的所有遗传信息的图谱。DNA由重复的结构单元组成，称为核苷酸，构成碱基对，并创造构成遗传密码的模式。核苷酸和DNA序列是人为制造的，用于各种生化应用，但是，合成基因组学是一个更复杂的过程。为了创造一个功能性的合成基因组，自然基因组必须是完全已知的，并且要么精确复制，要么以不影响关键功能的方式进行修改。作物可以进行基因改造，以更好地耐受干旱。2010年，位于马里兰州洛克维尔的J.Craig Venter研究所的一个研究小组创造了第一个人工合成的细菌基因组。这种细菌，分枝杆菌，有一个由一百万个碱基组成的基因组。这个团队能够使用人工合成的核苷酸复制细菌的自然基因组，并引入合成的将基因组转化为不同细菌的细胞，用合成的支原体DNA替换该细菌的DNA随着新基因组的建立，这个细胞开始像正常的支原体细胞一样发挥功能，而且所有的功能都完好无损。植物的基因组有时可以被修改以增加作物产量。由于所涉及系统的复杂性，合成基因组很容易出现并发症。例如，如果碱基对错位或缺失，细胞可能根本不起作用。同样，细胞读取和实现DNA信息的生化过程，以及细胞环境与DNA的化学相互作用，必须是正确的。合成基因组技术可以应用于工业和商业应用，例如生物燃料的生产，一些公司正在研究制造合成藻类的可能性，这种藻类在捕获二氧化碳并将其加工成可用物质方面比天然藻类更有效。许多研究人员认为，以这种方式改造藻类可以使生物燃料的生产更具成本效益和商业可行性合成基因组学的项目只涉及合成基因组的一部分，以修改生物体以用于工业或科学能力。例如，修改植物基因组使作物更能抵御干旱或害虫。在医学领域，微生物可以通过基因改造来治疗某些疾病或协助基因治疗。合成基因组学是一个专注于基因组创造的生物化学领域。