近日，中国农业科学院农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心，以下简称“基因组所”）戴俊彪课题组在《细胞化学生物学（Cell Chemical Biology）》杂志上发表了题为“Plant synthetic genomics: Big lessons from the little yeast（植物合成基因组学：从酵母研究中汲取经验）”的综述论文。论文的主题以酵母合成基因组学为中心并延伸到植物合成基因组学领域。文章借鉴了酵母合成基因组学的灵感，并将其应用于植物合成基因组工程，为植物合成生物学的探索和应用开辟途径。

       合成基因组学是合成生物学的一个新兴领域，旨在以化学方式合成整个染色体和基因组并在细胞中取代它们的天然对应物。该领域旨在为创新应用创造新的生命形式，并加深人们对基本生物过程的理解。近几十年来，合成基因组学在合成酵母基因组计划 （Sc2.0）中取得了瞩目的成就，创造了第一个具有从头开始创建合成染色体的人造真核生物。相比之下，植物合成基因组学由于植物基因组的复杂性而面临挑战。

       Sc2.0项目展示了构建合成酵母基因组的可行性，并在研究和工业应用中取得了有希望的结果。模式苔藓植物Physcomitrium patens具有与酵母相似的特性，如高同源重组率和单倍体生命周期，使研究人员能够用类似的方法操纵P. patens的基因组，为植物合成生物学的研究和应用开辟了有希望的途径。

从酵母到植物的合成基因组学

       植物合成基因组学对于解决与食物、健康、环境和可持续发展相关的全球性挑战是不可或缺的。文章强调了从小立碗藓等模型植物中汲取的见解对于推动植物合成生物学和植物科学的革命性进展具有巨大潜力。通过战略性地应用这些方法，可以解决生物学中的一些基本问题，包括基因组的复杂性、多细胞生物体的最小形式，以及看似非编码区域和基因间区域的功能。

植物合成基因组学的应用优势

       植物合成基因组学面临的挑战包括复杂的基因调控、复杂的代谢途径、众多非编码区域的存在以及表观遗传修饰等。为了应对这些挑战，文章提出了“构建-学习”的原则，强调了在过程中根据获得的见解及时调整方法的重要性。

       基因组所戴俊彪研究员为论文的唯一通讯作者。基因组所叶浩博士、罗光宇博士、郑镇武和李小芳为论文的共同第一作者，曹杰和刘佳参与工作并作出重要贡献。该研究得到了中国国家重点研发计划、广东省合成基因组学重点实验室、深圳市合成基因组学重点实验室、深圳市科技计划、深圳市杰出人才培养基金、国家自然科学基金和中国博士后科学基金会的支持。

原文链接（点击阅读原文可直接跳转）：

https://www.cell.com/cell-chemical-biology/fulltext/S2451-9456(24)00321-0