合成基因组学：首个多细胞真核生物基因组设计与合成
华大基因与爱丁堡大学联合发文：生物体级别的“合成基因组学”发展方向
合成生物学作为新世纪最有前景的前沿学科之一。与20年前的基因组测序和“人类基因组计划”发展轨迹类似, 合成生物学已经由构建单个基因或元件、全合成细菌基因组（J Craig Venter的“Synthia”），发展到真核生物体基因组合成阶段，并由此发展出一个重要的分支学科——合成基因组学。其标志性国际合作项目“酵母基因组合成计划（Sc2.0 project）”旨在合成重新设计的真核生物酿酒酵母全部16条染色体基因组（长约14Mb）。在Sc2.0项目中承担核心工作的华大基因负责多条染色体合成任务，于2014年末就合成基因组学的发展方向组织了一次研讨会。会议主办方华大基因理事长杨焕明、合成生物学平台负责人沈玥等与英国爱丁堡大学Patrick Cai共同撰文，提出未来合成基因组将拓展到多细胞真核生物基因组。
2014年9月12日第9届国际基因组大会召开期间，来自美国、欧洲和中国等地的Sc2.0项目专家学者和基金委员齐聚深圳，就“Sc2.0”项目后的基因组合成发展方向进行了深入探讨。
2014年3月，酵母3号染色体基因组全合成文章的发表，预示着Sc2.0项目采用的研究策略与技术的成功。同时，其他染色体的合成工作也进展顺利。尽管将分别合成的染色体整合进入同一个细胞内是一项严峻的挑战，但依据目前进度，乐观估计项目能够提前完成，此时探讨Sc2.0项目之后的研究方向势在必行。
会议从以下两个方面进行了深入讨论：1）高通量、自动化人工合成复杂单细胞基因组。如合成裂殖酵母、高级真菌（如蘑菇）；合成单细胞真核生物，如表型变异或者更多应用价值的酵母。鼓励社会公众积极关注合成生物学，加强技术创新以降低自动化平台运行成本。2）人工合成多细胞真核生物基因组。最终，会议就国际合作组织在完成Sc2.0计划之后的发展方向达成共识，即设计合成世界首个多细胞真核生物基因组，同时以上提到第一方面的合成计划也应该在各实验室视情况开展。
本次会议还就基因组人工合成应采用的技术进行了热烈辩论。学者们强调“基因组替换”或“同源重组”技术并不完全适用于多细胞生物体，在合成过程中，需综合使用现有生物学技术，如精准的核移植技术、CRISPR (有关内容见GigaScience杂志综述文章)等相关新技术。而大规模自动化的大片段基因组DNA合成技术来提高效率和降低成本尤为重要，总体成本应降低到每碱基一个美分。
会议确定多细胞生物全合成目标的筛选标准为：1）基因组规模较小；2）基因组已经测序组装并完成功能注释；3）生物学和生理学特点鲜明；4）建立了完善的培养和表型分析技术体系。
未来：合成线虫或者更加超前？
合成目标的讨论过程中，诺贝尔奖得主悉尼·布雷内（Sydney Brenner，图为悉尼•布雷内访问华大基因）推荐以线虫作为下一步合成目标。秀丽隐杆线虫基因组大小约是酵母基因组的6倍（~100Mb），是发育生物学研究领域最好的模式生物。通过比较已知范围内候选者的优缺点，秀丽隐杆线虫成为了本次会议讨论中最热门的目标模式生物。当然，其他动植物模式生物（如拟南芥和果蝇）也在考虑范围。会议上还讨论了人工合成高等生物完整或部分染色体基因组的可行性。
会议提出2015-2024年期间首个十年计划：2年讨论确定合成目标与策略，3年开展预实验，5年规模化实施计划。与会者认为与“人类基因组计划”类似，在当下技术创新频发的年代，如果管理和应急措施完善，也许不用10年就能完成规划任务。与会者郑重承诺必将负起责任努力完成所承担的任务。
与会者呼吁应更广泛、多途径地召集国际同行讨论预合成的“多细胞真核生物”候选范围、合成策略和技术、路线图和时间规划表等。与会者认为，参考中国团队参与“人类基因组计划”的成功经验，虽然发展中国家的基础设施和财力是否能够按时完成任务尚需评估，但仍然鼓励更多国家团队参与到这个在生命科学领域又一重大里程碑式的国际项目中来。会议重申了数据或技术共享原则。
会议提出需组建一个协调委员会及3B（生物安全、生物伦理和生物保护）委员会，启动相关话题讨论，成员可包含主张“从零做起”和“DIY”拥护者。与会者同时提出应为国际合成生物学论坛的所有成员建立“SynBio Code”，以方便识别身份，预防恐怖危机。
下次会议召开时间定于2015年5月，会议地点将以竞争方式确定。本网站将及时跟进项目最新消息。
杨焕明，深圳华大基因研究院，主席
Patrick Cai，英国爱丁堡基因组合成中心，主任
沈玥，深圳华大基因研究院合成生物学负责人
Scott Edmunds, 华大基因GigaScience编辑
