《基因组设计合成与功能化技术》立足作者团队研究成果，系统阐释基因组设计、合成及功能化应用核心技术。全书共6章，架构清晰：第1章介绍基因组设计技术，涵盖设计原理、方法及可用软件；第2章聚焦基因线路的正交化、标准化、模块化和自动化设计；第3章阐述寡核苷酸合成与纯化、基因合成、基因组组装及合成中的纠错与修复技术；第4章详解大片段向生物系统转移的化学法、生物法、物理法；第5章探讨合成基因组在疫苗、代谢工程底盘快速进化、基因组精简、人工生命防逃逸系统中的应用；第6章描述病毒、原核生物和真核生物基因组合成及应用。
书中对各类技术均梳理了当前研究进展，同时给出代表性技术的具体步骤、常见问题及解决方案，并总结了相关应用，助力读者全面把握该领域发展脉络。
本书适合微生物学、合成生物学、遗传学、生化与分子生物学等领域的研究生及相关科研工作者阅读参考。
戴俊彪，中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员，国家杰出青年基金获得者，谈家桢生命科学创新奖获得者，科技部中青年创新领军人才， 国家“万人计划”科技创新领军人才，“国际基因组编写计划?中国”国际合作项目发起人，SC3.0 国际合作项目共同发起人。长期致力于基因及基因组合成使能技术的研发、基因组理性设计与合成再造基本原理研究、合成生物的改造及优化等，是国际合成酵母基因组计划（SC2.0）以及“国际基因组编写计划”的主要成员，相关成果累计在Science、Cell、Nature等期刊发表论文130余篇。研究成果入选2017中国科学十大进展、中国高等学校十大科技进展、中国科技进展十大新闻。同时，联合多个国内外科研机构的专家学者，牵头国际大科学计划培育专项“大基因组设计合成计划”等项目。
第1章 基因组设计技术 001
1.1 基因组模块化与成簇化 002
1.1.1 基因组模块化设计 002
1.1.2 基因组成簇化设计 003
1.2 基因组简化 004
1.3 基因组扩展 006
1.4 基因组重排 007
1.4.1 设计原理概述 007
1.4.2 人工基因组重排策略 007
1.5 密码子重编 009
1.5.1 密码子重编基本原理 009
1.5.2 密码子简化 010
1.5.3 密码子重分配 011
1.6 基因组设计软件 012
1.6.1 计算机程序辅助合成基因组的发展过程 012
1.6.2 计算机程序在合成基因组中的应用 012
参考文献 014
第2章 基因线路设计技术 017
2.1 基因线路的正交化设计 018
2.1.1 DNA存储与复制的正交化设计 019
2.1.2 转录调控的正交化设计 019
2.1.3 翻译及翻译后调控的正交化设计 021
2.2 基因线路的标准化和模块化设计 022
2.3 基因线路的自动化设计 023
2.4 基因线路的其他调控设计 024
参考文献 025
第3章 基因组合成技术 027
3.1 寡核苷酸合成与纯化 028
3.1.1 化学合成寡核苷酸法 028
3.1.2 酶促合成寡核苷酸法 033
3.1.3 寡核苷酸纯化 036
3.2 基因合成 041
3.2.1 从寡核苷酸到双链DNA 041
3.2.2 多个双链DNA的组装 043
3.3 基因组的组装 056
3.3.1 复制子切除增强重组技术（REXER） 056
3.3.2 减数分裂重组介导的组装（MRA） 059
3.3.3 Cas9促进的同源重组组装（CasHRA） 061
3.4 基因与基因组合成中的纠错与修复技术 063
3.4.1 DNA错配结合蛋白（MutS）纠错技术 064
3.4.2 DNA错配切割蛋白纠错技术 066
3.4.3 酵母基因组缺陷靶点快速定位与修复方法 068
3.4.4 CRISPR/Cas9介导的多靶点共转化修复 070
参考文献 072
第4章 大片段DNA转移技术 075
4.1 技术概念与发展 076
4.2 化学法 076
4.2.1 化学法转移技术的概念与原理 076
4.2.2 原生质体转移法 076
4.2.3 脂质体转染法 079
4.2.4 醋酸锂转移法 081
4.2.5 其他方法 083
4.3 生物法 083
4.3.1 生物法转移技术的概念与原理 083
4.3.2 接合转移 083
4.3.3 细胞原生质体融合转移法 086
4.3.4 酵母交配转移法 090
4.3.5 病毒载体转染法 093
4.3.6 微细胞介导染色体转移法 095
4.3.7 其他方法 098
4.4 物理法 098
4.4.1 物理法转移技术的概念与原理 098
4.4.2 显微注射法 099
4.4.3 电击法 101
4.4.4 基因枪法 103
参考文献 105
第5章 合成基因组的功能化应用技术 107
5.1 合成基因组学疫苗技术 108
5.1.1 技术概念与发展 108
5.1.2 合成基因组学疫苗技术的应用原理 113
5.1.3 合成基因组学疫苗技术的操作规程 116
5.1.4 常见问题与解决方案 131
5.1.5 相关案例与分析 133
5.2 代谢工程底盘快速进化技术 138
5.2.1 技术概念与发展 138
5.2.2 代谢工程底盘快速进化技术的原理 140
5.2.3 代谢工程底盘快速进化技术的操作规程 142
5.2.4 常见问题与解决方案 158
5.2.5 应用案例与分析 161
5.3 基因组精简技术 170
5.3.1 技术概念与发展 170
5.3.2 基因组精简技术的原理 173
5.3.3 基因组精简技术的操作规程 176
5.3.4 常见问题与解决方案 179
5.3.5 应用案例与分析 180
5.4 人工生命防逃逸系统 184
5.4.1 技术概念与发展 184
5.4.2 人工生命防逃逸系统的原理 188
5.4.3 人工生命防逃逸系统的操作规程 189
5.4.4 常见问题与解决方案 196
5.4.5 应用案例与分析 196
参考文献 198
第6章 基因组设计合成应用实例 203
6.1 病毒基因组合成与应用 204
6.1.1 脊髓灰质炎病毒基因组合成 204
6.1.2 噬菌体X174基因组合成 204
6.1.3 噬菌体T7基因组合成 205
6.1.4 冠状病毒（CoV）基因组合成 205
6.1.5 流行病疫苗的快速开发 206
6.1.6 减活病毒疫苗的开发 206
6.2 原核生物基因组合成与应用 207
6.2.1 生殖支原体基因组合成 207
6.2.2 丝状支原体基因组（JCVI-syn1.0）合成 207
6.2.3 丝状支原体最小基因组（JCVI-syn3.0）合成 208
6.2.4 大肠杆菌基因组设计与合成 209
6.3 真核生物基因组合成与应用 210
6.3.1 酿酒酵母基因组合成与应用 210
6.3.2 动物和植物的人工染色体合成与应用 211
参考文献 213
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