2023年10月,BioDesignResearch发表了一篇题为“走向植物合成基因组学”的观点文章。这项研究聚焦于新兴的植物合成基因组学领域,深入研究了组装和工程化大型基因组的复杂性,这项任务因多细胞真核生物中大量的转座子和复杂的表观遗传调控而变得具有挑战性。

开拓未来植物合成基因组学的创新方法

本文以苔藓模型Physcomitriumpatens为起点,提出了一种新的自下而上的多细胞植物基因组合成方法。这种苔藓是理想的候选者,因为它具有同源重组、DNA传递和再生的能力,为未来更复杂的种子植物的优化奠定了先例。

针对技术障碍,本文讨论了基因组组装和植物转化等挑战。它还提供了对DNA合成复杂性的见解,引用了使用自下而上方法成功改造病毒、细菌和酵母基因组的例子,并探讨了将这些技术应用于更复杂生物体的潜力。

该研究强调了植物合成基因组学传统上使用的自上而下的方法,并强调了最近的突破以及为更广泛应用必须克服的局限性。它还强调了克服与种子植物染色体组装、功能着丝粒建立、有效转化和再生相关的挑战的重要性。

文章以乐观的前景结束,认为植物由于其独特的特征和伦理考虑,很可能处于多细胞生物基因组合成先驱的最前沿。从C.glauca获得的经验和知识对于将这些技术应用于种子植物(包括农作物)非常宝贵。

总之,本文打开了合成生物学领域的一扇新大门,并为未来生物技术突破和更深入地了解植物基因组学提供了有希望的途径。