□俞陶然

合成基因组学的飞速发展，让科学家看到了人工设计、合成多种生物的未来图景。近日，在上海自然博物馆（上海科技馆分馆）举行的“绿螺讲堂·新问题沙龙”上，中科院院士、华大基因研究院理事长杨焕明预测，利用合成基因组学技术，在发酵罐里合成水稻、小麦、玉米等粮食以及各种蔬菜，“发酵农业”使农业不再靠天吃饭。

今年3月，国际顶级学术期刊《科学》杂志以封面、专刊的形式发表了关于“人工合成酵母基因组计划”重大成果的论文。中国、美国、英国等国的多家研究机构参与这项计划，来自华大基因、天津大学、清华大学的中国科学家团队完成了总工作量的2/3。

“人工合成酵母基因组计划”旨在人工合成真核生物———酿酒酵母的全部16条染色体。《科学》杂志的论文显示，中国科学家利用小分子核苷酸，成功合成了4条有活性的酿酒酵母染色体。中国也成为继美国之后，第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。

“如果说，人类基因组计划是对‘生命天书’的解码过程，那么合成基因组学就是一个编码过程。它是基因组学发展至今的最高阶段，将给生命科学和生物产业带来颠覆性影响。”杨焕明说。

2010年，美国文特研究院从头设计、人工合成了原核生物———蕈状支原体的染色体。如今，中美两国科学家设计并合成了更高级的单细胞真核生物的染色体。接下来，包括华大基因在内的科研机构设立了更高目标———人工设计并合成多细胞真核生物的染色体。

杨焕明列举了应用前景：食品和药品、生物材料和生物能源、智能模拟细胞、生物计算机……“未来人类如何养活自己？可以靠发酵农业”，即在工厂的发酵罐里，生产农作物（包括粮食和蔬菜）。事实上，目前已有一些生物产品实现了工业化合成生产。如青蒿素，科技人员根据青蒿草的基因组序列，在大肠杆菌中构建了青蒿素合成的代谢途径，再将酵母作为工程细胞，工业化生产出青蒿素前体物质———青蒿酸。