硅是植物合成生物学的下一个前沿

硅与碳具有显著的相似性，且存在于植物细胞中。然而，在植物的生命周期中，硅尚未被赋予特定的角色。植物细胞中硅的含量因物种而异，可达到与大量元素相当的水平。硅是人工智能、纳米技术和数字革命的核心元素，因此可以像核酸一样充当信息分子，而硅与不同化学物种的多样化键合潜力类似于碳，因此可以作为蛋白质等结构候选分子。在火星和月球上发现大量硅，以及最近能够将硅整合到有机分子中的酶的发展，推动了硅基生命创造理论的发展。最近，细菌细胞色素通过定向进化被改造，使其能够裂解有机硅化合物中的硅-碳键，从而巩固了利用硅构建生物分子的理念。本文假设了硅基生命的潜力，并论证了自养类病毒颗粒是研究这种潜力的有利候选对象。合成生物学和天体生物学领域的此类研究将在医学、可持续农业和环境可持续性等领域对地球产生附带益处。文献计量分析表明，对合成生物学的兴趣正在不断增加。德国在植物合成生物学相关研究中处于领先地位，而英国生物技术及生物科学研究委员会（BBSRC）拥有最高的资金投入，中国科学院在该领域产出了最多的出版物。