第1章 基因組設(shè)計(jì)技術(shù) 001 1.1 基因組模塊化與成簇化 002 1.1.1 基因組模塊化設(shè)計(jì) 002 1.1.2 基因組成簇化設(shè)計(jì) 003 1.2 基因組簡(jiǎn)化 004 1.3 基因組擴(kuò)展 006 1.4 基因組重排 007 1.4.1 設(shè)計(jì)原理概述 007 1.4.2 人工基因組重排策略 007 1.5 密碼子重編 009 1.5.1 密碼子重編基本原理 009 1.5.2 密碼子簡(jiǎn)化 010 1.5.3 密碼子重分配 011 1.6 基因組設(shè)計(jì)軟件 012 1.6.1 計(jì)算機(jī)程序輔助合成基因組的發(fā)展過程 012 1.6.2 計(jì)算機(jī)程序在合成基因組中的應(yīng)用 012 參考文獻(xiàn) 014 第2章 基因線路設(shè)計(jì)技術(shù) 017 2.1 基因線路的正交化設(shè)計(jì) 018 2.1.1 DNA存儲(chǔ)與復(fù)制的正交化設(shè)計(jì) 019 2.1.2 轉(zhuǎn)錄調(diào)控的正交化設(shè)計(jì) 019 2.1.3 翻譯及翻譯后調(diào)控的正交化設(shè)計(jì) 021 2.2 基因線路的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì) 022 2.3 基因線路的自動(dòng)化設(shè)計(jì) 023 2.4 基因線路的其他調(diào)控設(shè)計(jì) 024 參考文獻(xiàn) 025 第3章 基因組合成技術(shù) 027 3.1 寡核苷酸合成與純化 028 3.1.1 化學(xué)合成寡核苷酸法 028 3.1.2 酶促合成寡核苷酸法 033 3.1.3 寡核苷酸純化 036 3.2 基因合成 041 3.2.1 從寡核苷酸到雙鏈DNA 041 3.2.2 多個(gè)雙鏈DNA的組裝 043 3.3 基因組的組裝 056 3.3.1 復(fù)制子切除增強(qiáng)重組技術(shù)（REXER） 056 3.3.2 減數(shù)分裂重組介導(dǎo)的組裝（MRA） 059 3.3.3 Cas9促進(jìn)的同源重組組裝（CasHRA） 061 3.4 基因與基因組合成中的糾錯(cuò)與修復(fù)技術(shù) 063 3.4.1 DNA錯(cuò)配結(jié)合蛋白（MutS）糾錯(cuò)技術(shù) 064 3.4.2 DNA錯(cuò)配切割蛋白糾錯(cuò)技術(shù) 066 3.4.3 酵母基因組缺陷靶點(diǎn)快速定位與修復(fù)方法 068 3.4.4 CRISPR/Cas9介導(dǎo)的多靶點(diǎn)共轉(zhuǎn)化修復(fù) 070 參考文獻(xiàn) 072 第4章 大片段DNA轉(zhuǎn)移技術(shù) 075 4.1 技術(shù)概念與發(fā)展 076 4.2 化學(xué)法 076 4.2.1 化學(xué)法轉(zhuǎn)移技術(shù)的概念與原理 076 4.2.2 原生質(zhì)體轉(zhuǎn)移法 076 4.2.3 脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法 079 4.2.4 醋酸鋰轉(zhuǎn)移法 081 4.2.5 其他方法 083 4.3 生物法 083 4.3.1 生物法轉(zhuǎn)移技術(shù)的概念與原理 083 4.3.2 接合轉(zhuǎn)移 083 4.3.3 細(xì)胞原生質(zhì)體融合轉(zhuǎn)移法 086 4.3.4 酵母交配轉(zhuǎn)移法 090 4.3.5 病毒載體轉(zhuǎn)染法 093 4.3.6 微細(xì)胞介導(dǎo)染色體轉(zhuǎn)移法 095 4.3.7 其他方法 098 4.4 物理法 098 4.4.1 物理法轉(zhuǎn)移技術(shù)的概念與原理 098 4.4.2 顯微注射法 099 4.4.3 電擊法 101 4.4.4 基因槍法 103 參考文獻(xiàn) 105 第5章 合成基因組的功能化應(yīng)用技術(shù) 107 5.1 合成基因組學(xué)疫苗技術(shù) 108 5.1.1 技術(shù)概念與發(fā)展 108 5.1.2 合成基因組學(xué)疫苗技術(shù)的應(yīng)用原理 113 5.1.3 合成基因組學(xué)疫苗技術(shù)的操作規(guī)程 116 5.1.4 常見問題與解決方案 131 5.1.5 相關(guān)案例與分析 133 5.2 代謝工程底盤快速進(jìn)化技術(shù) 138 5.2.1 技術(shù)概念與發(fā)展 138 5.2.2 代謝工程底盤快速進(jìn)化技術(shù)的原理 140 5.2.3 代謝工程底盤快速進(jìn)化技術(shù)的操作規(guī)程 142 5.2.4 常見問題與解決方案 158 5.2.5 應(yīng)用案例與分析 161 5.3 基因組精簡(jiǎn)技術(shù) 170 5.3.1 技術(shù)概念與發(fā)展 170 5.3.2 基因組精簡(jiǎn)技術(shù)的原理 173 5.3.3 基因組精簡(jiǎn)技術(shù)的操作規(guī)程 176 5.3.4 常見問題與解決方案 179 5.3.5 應(yīng)用案例與分析 180 5.4 人工生命防逃逸系統(tǒng) 184 5.4.1 技術(shù)概念與發(fā)展 184 5.4.2 人工生命防逃逸系統(tǒng)的原理 188 5.4.3 人工生命防逃逸系統(tǒng)的操作規(guī)程 189 5.4.4 常見問題與解決方案 196 5.4.5 應(yīng)用案例與分析 196 參考文獻(xiàn) 198 第6章 基因組設(shè)計(jì)合成應(yīng)用實(shí)例 203 6.1 病毒基因組合成與應(yīng)用 204 6.1.1 脊髓灰質(zhì)炎病毒基因組合成 204 6.1.2 噬菌體X174基因組合成 204 6.1.3 噬菌體T7基因組合成 205 6.1.4 冠狀病毒（CoV）基因組合成 205 6.1.5 流行病疫苗的快速開發(fā) 206 6.1.6 減活病毒疫苗的開發(fā) 206 6.2 原核生物基因組合成與應(yīng)用 207 6.2.1 生殖支原體基因組合成 207 6.2.2 絲狀支原體基因組（JCVI-syn1.0）合成 207 6.2.3 絲狀支原體最小基因組（JCVI-syn3.0）合成 208 6.2.4 大腸桿菌基因組設(shè)計(jì)與合成 209 6.3 真核生物基因組合成與應(yīng)用 210 6.3.1 釀酒酵母基因組合成與應(yīng)用 210 6.3.2 動(dòng)物和植物的人工染色體合成與應(yīng)用 211 參考文獻(xiàn) 213