一个雄心勃勃的新研究项目——SynHG（合成人类基因组）——旨在开发合成人类基因组所需的基础性、可扩展的工具、技术和方法。通过基因物质的可编程合成，我们将更深入地理解生命，从而对生物技术产生深远影响，可能加速安全、精准的细胞疗法的发展，并开启人类健康研究的全新领域。实现可靠的基因组设计和合成——即让细胞具备特定功能——将是现代生物学的一个重要里程碑。
这项为期五年的多中心研究项目获得了Wellcome基金会1000万英镑的资助，参与的研究人员来自剑桥大学、肯特大学、曼彻斯特大学、牛津大学以及伦敦帝国理工学院。SynHG由医学研究委员会分子生物学实验室（MRC Laboratory of Molecular Biology）的Jason Chin教授领导。他最近还被任命为牛津Ellison技术研究院生成生物学研究所（Generative Biology Institute at the Ellison Institute of Technology, Oxford）的创始主任，并担任牛津大学教授。
在整个项目中，肯特大学全球科学与认知正义中心（Centre for Global Science and Epistemic Justice）的Joy Zhang教授领导了一项专门的社会科学研究计划，与世界各地的民间社会组织合作，积极探讨、评估并回应SynHG开发工具和技术所带来的社会伦理影响。
人类基因组合成对研究及其他领域的益处
自本世纪初人类基因组计划（Human Genome Project）完成以来，研究人员一直希望从头开始编写我们的基因组。与基因组编辑不同，基因组合成允许更大规模和更高密度的改变，具有更高的准确性和效率，并有助于确定人类基因组结构与身体功能之间的因果关系。合成基因组有可能开辟全新的研究领域，例如靶向细胞疗法、抗病毒组织移植等，甚至可能用于改造植物物种，使其具备新的特性，如耐受恶劣气候的能力。
迄今为止，科学家已经成功开发出如大肠杆菌（E. coli）等微生物的合成基因组。近年来，合成基因组学领域发展迅速，机器学习、数据科学和人工智能的进步显示出巨大潜力，合成DNA也变得更加普及。然而，现有技术仍无法生产大型、复杂的遗传物质片段，如农作物、动物和人类中的基因组。
研究团队正专注于开发合成大型基因组的工具和技术，以人类基因组为例。与小鼠等其他模式生物相比，聚焦人类基因组将使研究人员更快在人类生物学和健康领域取得突破性发现。
牛津Ellison技术研究院生成生物学研究所的创始主任Jason Chin教授表示：“合成大型基因组，包括人类细胞基因组的能力，可能会彻底改变我们对基因组生物学的理解，并深刻拓展生物技术和医学的边界。通过SynHG，我们正在构建实现大型基因组合成的工具，同时也在主动探索这些工具和技术进步带来的社会、伦理、经济和政策问题。我们希望Wellcome对这一综合方法的支持能够帮助带来实质性的社会效益。”
一个大胆而雄心勃勃的项目面对复杂科学挑战
SynHG专注于开发未来让更多研究人员使用的基础工具和方法。这一研究旅程可能会催化工程生物学领域新技术的诞生，在完全实现基因组合成之前，就可能揭示细胞如何利用其基因组的令人兴奋的发现。
研究团队希望通过创建一条完全合成的人类染色体（约占我们总DNA的2%）来提供大规模基因组合成的概念验证。最初，团队希望确立一种方法，能够在染色体序列上进行微小改动，同时对其产生的蛋白质影响最小。
奠定基础——测试概念、迭代方法并将伦理考量纳入其中——本身就可能需要多年时间。即使工程生物学技术不断进步，可靠地构建完整的合成人类基因组并将其有意义地应用于人类健康的领域，可能还需要数十年时间。
曼彻斯特大学合成基因组学主席Patrick Yizhi Cai教授表示：“我们正在利用前沿的生成式AI和先进的机器人组装技术，彻底改变合成哺乳动物染色体工程。我们的创新方法旨在为当今社会面临的紧迫挑战提供变革性解决方案，为所有人创造更加可持续和健康的未来。”
将全球社会伦理讨论嵌入科学进步
为了将科学抱负转化为有意义且可能深远的社会效益，必须与多样化社区不断演变的社会伦理优先事项和关切保持主动且持续的接触。
Wellcome基金会还资助了“Care-full Synthesis”（全面关怀合成）项目，这是一项专门的社会研究计划，与全球各地的不同公众开展实证研究。该项目由Joy Y. Zhang教授领导，并由肯特大学全球科学与认知正义中心（GSEJ）主办，依托GSEJ的全球学术、民间社会、产业和政策合作伙伴网络，推广一种开放、审慎、赋能、理性、敏感且创新的科学-社会对话方式（称为“ODESSI”）。
肯特大学GSEJ创始主任Joy Zhang教授表示：“通过‘Care-full Synthesis’，我们在欧洲、亚太、非洲和美洲开展实证研究，旨在建立一个全球化时代负责任的科学与创新实践的新范式——一种充分探索技术可能性与多样化社会伦理视角结合潜力的方式。”
在未来五年内，团队将开展跨学科和跨文化的调查，研究合成人类基因组的社会伦理、经济和政策影响。该项目特别强调促进国家内部和跨国界的包容性，同时吸引新兴的公私合作伙伴关系和新的利益群体。
通过生成丰富的实证数据，团队将开发一套工具包，以有效整合深思熟虑的管理、沟通和交付合成人类基因组的方式。这项工作旨在大幅扩展负责任的科学与创新实践，反映超连接但意识形态碎片化的世界的复杂现实。“Care-full Synthesis”将通过推进一种与全球社区互动的新方法，确保快速发展的科学伴随着强有力的社会和法律讨论，并识别协调区域和全球治理的创新策略，考虑多样化的社会优先事项和科学路径。
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