Genomika sintetis adalah bidang yang mempelajari perancangan dan pembangunan genom secara menyeluruh, baik melalui modifikasi besar terhadap genom yang sudah ada maupun dengan menyusun genom baru dari awal. Tujuannya adalah memahami fungsi dasar genom dan merekayasa organisme agar memiliki sifat atau kemampuan tertentu.^[1][2]

Genomika sintetis menggabungkan metode sintesis kimia DNA dengan teknik komputasional untuk merancangnya. Pendekatan ini memungkinkan ilmuwan membangun materi genetik yang sulit atau tidak mungkin dihasilkan melalui metode bioteknologi konvensional. Melalui genomika sintetis, dapat dilakukan perancangan dan perakitan kromosom, gen, jalur genetik, sampai dengan keseluruhan genom.^[3]

Kemajuan dalam bidang ini didorong oleh perkembangan teknologi biologi molekuler, terutama pada sintesis DNA, perakitan genom, pengantaran DNA ke dalam sel, dan teknik pengeditan genom. Selain itu, inovasi komputasional seperti penerapan kecerdasan buatan untuk memprediksi fungsi gen turut memperkuat kemampuan perancangan genom sintetis.^[4]

Upaya awal dalam bidang genomika sintetis berfokus pada organisme dengan tingkat kompleksitas rendah, seperti virus dan bakteri. Pendekatan ini memungkinkan pengujian metode sintesis dan perakitan DNA dalam skala genom secara terkendali. Pada tahun 2010, peneliti dari J. Craig Venter Institute melaporkan keberhasilan menyintesis genom bakteri sintetis pertama, yaitu Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0. Genom tersebut merupakan hasil perancangan dan sintesis kimia DNA yang kemudian diimplementasikan ke dalam sel penerima sehingga mampu mendukung seluruh fungsi biologis sel.^[5][6]

Perkembangan berikutnya terjadi pada tahun 2019, ketika versi sintetis dari genom Escherichia coli dengan ukuran sekitar empat megabasa berhasil disusun dan dipublikasikan dalam jurnal Nature. Penelitian ini menunjukkan bahwa pendekatan sintesis genom dapat diterapkan pada bakteri dengan struktur genom yang lebih besar dan kompleks dibandingkan dengan Mycoplasma mycoides.^[7] Pada tahun 2023, konsorsium The Synthetic Yeast Genome Project 2.0 (Sc2.0) melaporkan pencapaian baru dalam sintesis genom eukariotik dengan menciptakan strain ragi (yeast) yang terdiri atas sekitar 50% DNA sintetis.^[8][9] Penyusunan genom ragi menuntut pendekatan teknis yang lebih rumit dibandingkan genom bakteri karena genom ragi memiliki ukuran lebih besar, mengandung banyak urutan berulang, serta tersusun atas sejumlah kromosom, sedangkan sebagian besar bakteri hanya memiliki satu kromosom.^[10]

1. ^ Zhou, Yuhan; Zhou, Ziqi; Shu, Qingyao (2025-02-01). "Synthetic genomics in crop breeding: Evidence, opportunities and challenges". Crop Design. 4 (1): 100090. doi:10.1016/j.cropd.2024.100090. ISSN 2772-8994.
2. ^ "Shaping the future of synthetic genomics | News". Wellcome (dalam bahasa Inggris). 2025-05-23. Diakses tanggal 2025-11-01.
3. ^ "Synthetic Genomics: Options for Governance". J. Craig Venter Institute (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2025-11-01.
4. ^ James, Joshua S.; Dai, Junbiao; Chew, Wei Leong; Cai, Yizhi (2025-05). "The design and engineering of synthetic genomes". Nature Reviews. Genetics. 26 (5): 298–319. doi:10.1038/s41576-024-00786-y. ISSN 1471-0064. PMID 39506144.
5. ^ Cello, Jeronimo; Paul, Aniko V.; Wimmer, Eckard (2002-08-09). "Chemical Synthesis of Poliovirus cDNA: Generation of Infectious Virus in the Absence of Natural Template". Science. 297 (5583): 1016–1018. doi:10.1126/science.1072266.
6. ^ Sleator, Roy D. (2010). "The story of Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0: the forty million dollar microbe". Bioengineered Bugs. 1 (4): 229–230. doi:10.4161/bbug.1.4.12465. ISSN 1949-1026. PMC 3026460. PMID 21327053.
7. ^ Fredens, Julius; Wang, Kaihang; de la Torre, Daniel; Funke, Louise F. H.; Robertson, Wesley E.; Christova, Yonka; Chia, Tiongsun; Schmied, Wolfgang H.; Dunkelmann, Daniel L. (2019-05). "Total synthesis of Escherichia coli with a recoded genome". Nature (dalam bahasa Inggris). 569 (7757): 514–518. doi:10.1038/s41586-019-1192-5. ISSN 1476-4687.
8. ^ Zhao, Yu; Coelho, Camila; Hughes, Amanda L.; Lazar-Stefanita, Luciana; Yang, Sandy; Brooks, Aaron N.; Walker, Roy S. K.; Zhang, Weimin; Lauer, Stephanie (2023-11-22). "Debugging and consolidating multiple synthetic chromosomes reveals combinatorial genetic interactions". Cell. 186 (24): 5220–5236.e16. doi:10.1016/j.cell.2023.09.025. ISSN 0092-8674.
9. ^ Robinson, Julia. "Synthetic yeast genome project creates strain with over 50% synthetic DNA". Chemistry World (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2025-11-01.
10. ^ "£10 Million Project Will Try To Build Artificial Human Genome". Genomics Research from Technology Networks (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2025-11-01.