合成生命之搶先讀——世界首個人工再造真核生命體親歷者親自撰寫的《基因組學》

合成生物學的本質是在人類認識生命、揭示生命奧秘的基礎上，以前所未有的高度和深度，了解生命的本質，重新或從頭設計生命體，以「人工」再現生命的現象。

「合成」基於「設計」。「設計」生命的基礎是對生命系統全面且深入的了解。「設計」一個完整的生物體基因組，需要了解一個完整的基因組 DNA 中每一個基本「單位」(包括編碼基因和非編碼序列)的作用，更需要了解整個基因組中不同「單位」之間的合作與協調關係。即使是設計一條特異的 「通路」和途徑、一個特定的「系統」抑或一個「裝置」或 「元件」等基因組組分，也需要了解生命體的「三大網路(代謝途徑、信號通路和基因調控)」以及「底盤」細胞的生物學特別是全基因組序列的背景。

合成生物學發展史上的部分重要事件

合成生物學的每一步成功，都意味著我們迄今對生命所有知識的理解和驗證。從這一意義上來說，把合成生物學簡單地定位為一門純粹的工程技術，而對生命的理解重視不夠，對合成生物學的發展並不一定有利。

E.coli生產丁醇的代謝途徑示意圖

DNA存儲系統設計示意圖

現代農業的主要農作物（188種）和全基因組序列已經分析、主要代謝途徑已經闡明的133個物種

從基因組學的角度來說，合成生物學是基因組學發展的最高階段，即從 「解碼(decoding)」到「重編(recoding)」、從「解讀(reading)」到「書寫(writing)」的階段。合成基因組學是合成生物學的基礎、前沿和重要組成部分。

2017年3月10日，「人工合成生命」獲重大突破，而這背後，無不體現出中國科學家的辛勤與汗水。這一天，華大基因、天津大學、清華大學的中國科學家在真核生物基因組設計與化學合成方面的重大突破成果，登上國際頂級學術期刊《科學》封面。這意味著，非生命物質與生命之間的界限已經打開，「設計生命、再造生命和重塑生命」的進程將隨之提速。

我國科學家取得的上述成果，不僅對於深化生命認知、推進相關研究意義重大，而且也將在實際應用中大顯身手。此前，基因修飾的酵母已經用來製作疫苗、藥物和特定的化合物，這些新成果的發表意味著化學物質設計定製酵母生命體成為可能，產物範圍也將被拓展。隨著人工合成酵母的推廣應用，必將顯著提高其在工業生產、藥物製造等方面的效率與質量。

想知合成生物學及合成「生命」的更多詳情和細節，敬請關注我社最新出版的《基因組學》一書。

《基因組學》闡述了基因組學的起源和發展史、理念和基本概念、研究領域和核心技術，特別是基因組學對生命科學和生物技術的全面貢獻；討論了相關的生命倫理與生物安全問題；從不同角度概括了基因組學這一學科的定義、理念、源流發展趨勢及應用範例；介紹了基因組學相關技術在生命科學和生物產業中的地位及其對人類社會的影響。

（本期編輯：安 靜）

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