遗传密码通常包含64个密码子， 但现在来自哈佛大学的研究人员和同事们设计出了只包含57个密码子的大肠杆菌基因组。研究小组描述了这一计算机生成的基因组，并报告了在实验室中合成它的*阶段。我们构建出了真正突破基因组极限的东西。我们认为这是全新的，并且我们正在设法了解它是否可行。  在这一预定57-密码子的大肠杆菌基因组中，七个删除的密码子每个均被同义密码子所替换。研究小组对这一项目抱有许多的目标。研究人员提出，在将大肠杆菌的基因组削减到57个密码子后，可以重建7个空白密码子，用来导入非标准的氨基酸；这将为工业应用构建出更广泛的蛋白质打开大门。

重新编码的基因组也可以赋予对病毒感染的抵抗力，用于生物控制：当转移RNAs (tRNAs)响应的密码子插入一个非标准氨基酸时，从野生型大肠杆菌或病毒中整合进来的DNA不能用来成功地构建蛋白质。这能够让制药业和其他产业中培养的细菌对病毒具有免疫力，从而省下因为病毒污染造成的数十亿美元的损失。此外，还可以将一个或多个空白密码子重编码为只能在实验室中获得的一种氨基酸，使得这一工程大肠杆菌在代谢上依赖于科学家们提供的培养基。

    为了设计出这一基因组，研究小组构建出了一个软件工具，在一段可以在实验室合成的DNA中用同一密码子来替代七个密码子中的每一个。在3,548基因中这一重编码基因组设计替换了62,214个密码子。有了理论上的基因组，研究人员们开始在活细胞中测试他们的设计。他们将重编吗基因组分为87个片段，每个大约50 kb的长度，平均包含40个基因，并将这一设计转手给生物技术公司合成出了这一DNA。研究人员随后开始将每个片段整合到独立的大肠杆菌菌株中，删除对应的野生型DNA以检测生存力。

大体上，你可以在体外合成出整个基因组，然后移植这一基因。研究小组开发出了一个管道获取来自活细胞的实时反馈。

    在他们的论文中，研究人员回顾了对87个基因组片段中的55个（覆盖了63%的重编码基因组）进行验证的结果。这一重编码基因组zui初的计算设计并不是很：当删除野生型DNA的片段时13个必需基因有杀死大肠杆菌的致命错误。尽管他们无法制造一个能充分运行的57-密码子大肠杆菌，但“如此规模的功能改变的基因组还没有被探索过。该研究小组仍然必须完成对这些合成DNA的片段其余部分的验证，然后在体内将它们组合在一起。有望很快发表的下一篇论文将赶快完成这一基因组，开始测试病毒抗性一类的事情，看看我们可以加载多少氨基酸，证实生物控制。

    CRISPR-Cas9系统使得研究人员能够编辑许多生物体和细胞类型的DNA序列。然而，科学家们也日益认识到可以利用它来激活基因的表达。为此，他们构建出了大量可激活Cas9蛋白的合成基因来研究基因功能或在潜在的治疗方法中弥补不充足的基因表达。在发表于2016年5月23日Nature Methods杂志上的一项研究中，Church研究小组严格对比并列出了在来自人类、小鼠和果蝇等生物的各种细胞类型中zui常用的人造Cas9激活子。研究结果为科研人员提供了一个有价值的指南，使得他们能够简化研究努力。