正在進行一項將快速推進新植物性狀設計的運動。它得益於工程和軟件行業的靈感，並通過一項名為OpenPlant的計畫在劍橋和諾維奇得到支持。幾千年來，人類一直在改造植物，馴化野生物種並創造一系列令人眼花繚亂的作物。現代農業以極低的成本實現全球植物種植，生產的gigatonne規模範圍廣泛，包括纖維，木材，油和糖，精細化學品，藥品和食品。
但是，在21世紀，我們面臨著不斷增長的需求和轉向更可持續生產系統的需求。我們能否建造能夠生產更好材料的新工廠，作為食品和燃料的微型“工廠”，並最大限度地減少人類對環境的影響？考慮到這一點，合成生物學家開始通過將生物學實驗室變成工程鑄造廠來建立新生物 – 或至少重新編程現有生物。合成生物學家選擇一個“底盤”，然後在標準部件上進行操作 – 例如基因，激活它們的啟動器以及它們驅動的系統 – 來構建定製的東西。而且，與開源軟件程序員一樣，他們一直在尋求開放訪問和代碼共享 – 在這種情況下是編碼每個部分的DNA – 作為加速創新的實用方法。
“免費獲取用於構建各種基於植物的系統的分子部件庫存，促進了其他人的創造性使用，正如開源特性推動了計算機軟件行業的創新，”David Baulcombe教授解釋說。來自劍橋大學植物科學系。今年早些時候，劍橋大學和諾裡奇的約翰英納斯中心獲得了1200萬英鎊的資金用於新的英國合成生物學中心–OpenPlant–專注於植物合成生物學開放技術的開發及其在新作物工程中的應用特徵。這項工作由劍橋的Baulcombe和Jim Haseloff博士以及Norwich的Dale Sanders和Anne Osbourn教授領導。它是英國三個新的合成生物學中心之一，在未來五年內，它將從生物技術和生物科學研究委員會以及工程和物理科學研究委員會獲得超過4000萬英鎊的資金。
OpenPlant旨在建立第一個英國開源DNA登記處，用於共享特定的植物部分。它還將支持基礎科學：“這些部件的構建將使我們能夠測試我們對天然植物系統的理解，其中部件組合創造了更大的整體，”Baulcombe解釋說。Baulcombe和Haseloff等研究人員也領導了一項新的戰略研究計畫，以促進劍橋合成生物學的跨學科研究，他相信對這三個新中心的投資將有助於英國保持在植物合成生物學的前沿。“任何大規模的生命系統重新編程都需要獲得大量的組件，而且隨著這些組件的數量增加，建立專利組合的成本或專利所有者的許可部件，可能會扼殺行業並限制創新，“哈茲洛夫解釋道。
“雖然美國研究人員領導微生物的合成生物學，但英國在植物方面具有優勢。該領域需要一個新的知識產權雙層系統，以便包括DNA組件在內的新工具可以自由共享，同時可以保護應用程序的投資“。除了新的DNA組件，Haseloff及其同事一直專注於新的植物底盤。與汽車的框架相似，底盤是電池的主體，其中包含其餘所需部件。為此，他們轉向了地錢植物，第一批陸地植物的遺物將在大約5億年前發展。
Marchantia polymorpha苔蘚很小，生長迅速，具有簡單的遺傳結構，並且正在開發新的DNA電路，這是一個有用的試驗平台，Haseloff為不斷發展的國際社會推出了交換意見。該中心是OpenPlant推動基礎科學與應用科學之間跨學科交流的更廣泛目標之一，也是OpenLabTools（見專題討論）等一系列合作項目之一，旨在促進工程師之間的開放技術，創新和交流。整個大學的物理，生物和社會科學家。在開發標準化部件的同時，該中心將為劍橋和諾維奇的大約20名研究人員及其團隊提供支持，他們正在設計新的植物性狀。例如，John Innes中心的科學家正在研究生產有用化合物如疫苗的新系統。在劍橋，研究人員正在創造具有改變的光合能力和葉片結構的系統，以促進太陽能轉化為食物，以及開發基於植物的光伏燃料。
OpenPlant的另一個目標是促進關於該技術在地方和全球範圍內的廣泛影響的辯論。正如Baulcombe所描述的那樣，“開源特徵可能允許直接討論合成生物學在植物中的應用。關於其他生物技術的社會討論受到知識產權限制後的複雜性的極大阻礙。”“我們認為生物技術是21世紀工業流程的基礎，”Haseloff補充道。“植物價格便宜且具有內在的可持續性，在我們的未來發揮著重要作用。為了實現想法並轉向更合理的設計原則以支持進步，我們需要有能力以敏感的方式利用合成生物學技術，而這正是我們看到OpenPlant在未來幾年所做出貢獻的地方。“OpenPlant是劍橋更廣泛的“共享”的一部分，現在包括貿易的科學工具。
使用科學工具為實驗室提供資源是一項昂貴的業務。例如，自動顯微鏡的成本可能高達75,000英鎊，而且還是材料和生物實驗室的關鍵工具。現在，由工程部的Alexandre Kabla博士協調的一項計畫正在重新思考科學家如何能夠以較低的成本獲得他們所需的工具。他認識到整個大學都存在豐富的儀器建設專業知識 – 可以利用這些專業知識開發一套低成本的開放獲取科學工具。例如，Raspberry Pi在計算機實驗室進行構思和孵化，以鼓勵孩子們自己學習編程：這張信用卡大小的計算機現在只需25美元。
該OpenLabTools主動為自己打造高端工具，如顯微鏡，3D打印機，鑽機自動化和傳感器，對本科生和研究生的教學和研究的重點任務。它是在大學和Raspberry Pi基金會的資助下創建的，並得到了工程師，物理學家，材料科學家，植物生物學家和計算機科學家的學術團隊的支持。“由於物理和工程專業團隊的貢獻，目前的項目主要集中在核心組件的開發上。但是，我們已經在成像系統和機械測試設備的開發方面取得了重大進展，”卡布拉說，他自己的專業知識在於生物系統的物理和力學。“我們預計這些將在明年某個時候在本科實驗室推出。”
