合成生物学的本质是在人类认识生命、揭示生命奥秘的基础上，以前所未有的高度和深度，了解生命的本质，重新或从头设计生命体，以“人工”再现生命的现象。

“合成”基于“设计”。“设计”生命的基础是对生命系统全面且深入的了解。“设计”一个完整的生物体基因组，需要了解一个完整的基因组 DNA 中每一个基本“单位”(包括编码基因和非编码序列)的作用，更需要了解整个基因组中不同“单位”之间的合作与协调关系。即使是设计一条特异的 “通路”和途径、一个特定的“系统”抑或一个“装置”或 “元件”等基因组组分，也需要了解生命体的“三大网络(代谢途径、信号通路和基因调控)”以及“底盘”细胞的生物学特别是全基因组序列的背景。

合成生物学发展史上的部分重要事件

合成生物学的每一步成功，都意味着我们迄今对生命所有知识的理解和验证。从这一意义上来说，把合成生物学简单地定位为一门纯粹的工程技术，而对生命的理解重视不够，对合成生物学的发展并不一定有利。

E.coli 生产丁醇的代谢途径示意图

DNA存储系统设计示意图

现代农业的主要农作物（188种）和全基因组序列已经分析、主要代谢途径已经阐明的133个物种

从基因组学的角度来说，合成生物学是基因组学发展的最高阶段，即从 “解码(decoding)”到“重编(recoding)”、从“解读(reading)”到“书写(writing)”的阶段。合成基因组学是合成生物学的基础、前沿和重要组成部分。

2017年3月10日，“人工合成生命”获重大突破，而这背后，无不体现出中国科学家的辛勤与汗水。这一天，华大基因、天津大学、清华大学的中国科学家在真核生物基因组设计与化学合成方面的重大突破成果，登上国际顶级学术期刊《科学》封面。这意味着，非生命物质与生命之间的界限已经打开，“设计生命、再造生命和重塑生命”的进程将随之提速。

我国科学家取得的上述成果，不仅对于深化生命认知、推进相关研究意义重大，而且也将在实际应用中大显身手。此前，基因修饰的酵母已经用来制作疫苗、药物和特定的化合物，这些新成果的发表意味着化学物质设计定制酵母生命体成为可能，产物范围也将被拓展。随着人工合成酵母的推广应用，必将显著提高其在工业生产、药物制造等方面的效率与质量。

欲知合成生物学及合成“生命”的更多详情和细节，敬请关注《基因组学》。

《基因组学》阐述了基因组学的起源和发展史、理念和基本概念、研究领域和核心技术，特别是基因组学对生命科学和生物技术的全面贡献；讨论了相关的生命伦理与生物安全问题；从不同角度概括了基因组学这一学科的定义、理念、源流发展趋势及应用范例；介绍了基因组学相关技术在生命科学和生物产业中的地位及其对人类社会的影响。

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（本期编辑：安 静）

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