什么是合成基因組學(Synthetic Genomics)？

合成基因組學是生物化學的一個領域，專注于創造基因組——生物體維持生命所必需的遺傳或遺傳信息的完整集合。生物體的基因組是由脫氧核糖核酸（DNA）分子組成的，這些分子形成一個密碼。這部分代碼，被稱為基因，控制生物體細胞...

合成基因組學是生物化學的一個領域，專注于創造基因組——生物體維持生命所必需的遺傳或遺傳信息的完整集合。生物體的基因組是由脫氧核糖核酸（DNA）分子組成的，這些分子形成一個密碼。這部分代碼，被稱為基因，控制生物體細胞中蛋白質的產生和相互作用，使有機體能夠發揮作用。在合成基因組學中，科學家為研究目的或在醫學和生物燃料制造中的實際應用而操縱和重建基因組。

人類基因組是一個綜合基因組特定個體的所有遺傳信息的圖譜。DNA由重復的結構單元組成，稱為核苷酸，構成堿基對，并創造構成遺傳密碼的模式。核苷酸和DNA序列是人為制造的，用于各種生化應用，但是，合成基因組學是一個更復雜的過程。為了創造一個功能性的合成基因組，自然基因組必須是完全已知的，并且要么精確復制，要么以不影響關鍵功能的方式進行修改。

作物可以進行基因改造，以更好地耐受干旱。2010年，位于馬里蘭州洛克維爾的J.Craig Venter研究所的一個研究小組創造了第一個人工合成的細菌基因組。這種細菌，分枝桿菌，有一個由一百萬個堿基組成的基因組。這個團隊能夠使用人工合成的核苷酸復制細菌的自然基因組，并引入合成的將基因組轉化為不同細菌的細胞，用合成的支原體DNA替換該細菌的DNA隨著新基因組的建立，這個細胞開始像正常的支原體細胞一樣發揮功能，而且所有的功能都完好無損。

植物的基因組有時可以被修改以增加作物產量。由于所涉及系統的復雜性，合成基因組很容易出現并發癥。例如，如果堿基對錯位或缺失，細胞可能根本不起作用。同樣，細胞讀取和實現DNA信息的生化過程，以及細胞環境與DNA的化學相互作用，必須是正確的。合成基因組技術可以應用于工業和商業應用，例如生物燃料的生產，一些公司正在研究制造合成藻類的可能性，這種藻類在捕獲二氧化碳并將其加工成可用物質方面比天然藻類更有效。許多研究人員認為，以這種方式改造藻類可以使生物燃料的生產更具成本效益和商業可行性合成基因組學的項目只涉及合成基因組的一部分，以修改生物體以用于工業或科學能力。例如，修改植物基因組使作物更能抵御干旱或害蟲。在醫學領域，微生物可以通過基因改造來治療某些疾病或協助基因治療。

合成基因組學是一個專注于基因組創造的生物化學領域。