在 COVID-19 疫情初期，中国科学家将病毒的基因序列（其生产蓝图）上传到基因数据库。瑞士的一个研究小组随后合成了整个基因组，并从中生产出病毒——实际上是将病毒“瞬间转移”到他们的实验室进行研究，而无需等待实物样本。这种速度是全基因组打印如何推动医学和其他领域发展的一个例子。
全基因组合成是蓬勃发展的合成生物学领域的延伸。研究人员使用软件设计基因序列，然后生产这些序列并将其引入微生物，从而对微生物进行重编程以执行所需的工作——例如制造新药。到目前为止，基因组主要进行轻微编辑。但是合成技术和软件的改进使得打印更大范围的遗传物质和更广泛地改变基因组成为可能。
病毒基因组非常微小，是首先被生产出来的，最早可追溯到 2002 年，当时合成了脊髓灰质炎病毒的约 7,500 个核苷酸或密码字母。与冠状病毒一样，这些合成的病毒基因组帮助研究人员深入了解相关病毒如何传播和致病。一些病毒基因组正在被设计用于疫苗和免疫疗法的生产。
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编写包含数百万个核苷酸的基因组（如细菌和酵母中的基因组）也已变得可行。2019 年，一个团队打印了一个版本的大肠杆菌基因组，该基因组为可以迫使细菌按照科学家意愿行事的代码留出了空间。另一个团队已经生产出啤酒酵母基因组的初始版本，该基因组由近 1100 万个密码字母组成。这种规模的基因组设计和合成将使微生物能够充当工厂，不仅生产药物，而且生产任何数量的物质。可以对它们进行工程改造，以利用非食物生物质甚至废气（如二氧化碳）可持续地生产化学品、燃料和新型建筑材料。
许多科学家希望能够编写更大的基因组，例如植物、动物和人类的基因组。实现这一目标需要在设计软件（最有可能结合人工智能）以及更快、更便宜的合成和组装至少数百万个核苷酸长的 DNA 序列的方法上投入更多资金。有了足够的资金，在本十年末之前，编写十亿核苷酸规模的基因组可能成为现实。研究人员心中有很多应用，包括设计抗病原体的植物和一种超安全的**人类**细胞系——例如，对病毒感染、癌症和辐射免疫——这可能是基于细胞的疗法或生物制造的基础。编写我们自己基因组的能力将不可避免地出现，使医生能够治愈许多甚至所有遗传疾病。
当然，全基因组工程可能会被滥用，主要担心的是武器化的病原体或其产生毒素的成分。科学家和工程师将需要设计一个全面的生物安全过滤器：一套能够实时检测和监测新威胁传播的现有和新型技术。研究人员将需要发明可以快速扩展的测试策略。至关重要的是，世界各国政府必须比现在加强合作。
基因组编写计划（Genome Project-write）是一个成立于 2016 年的联盟，旨在促进这张安全网的建立。该项目包括来自十几个国家的数百名科学家、工程师和伦理学家，他们开发技术、分享最佳实践、开展试点项目，并探索伦理、法律和社会影响。