擎科生物開發超長片段快速基因合成技術

北京 2022年4月8日 /美通社/ -- 超長片段快速基因合成技術是目前基因合成領域技術開發的重難點之一。作為大片段基因合成與精準測序公共服務平臺， 近期，擎科生物開發的超長片段快速基因合成技術，成功突破酵母組裝多片段、大片段的核心技術，可工業化生產 50Kb大片段DNA，最長合成長度可達160Kb。

大片段DNA的工業化生產是合成生物學發展應用過程中的關鍵環節。發展DNA大片段和染色體的高保真合成和組裝技術，首先是透過PCR反應合成短片斷，其長度往往小於1kb。將多個1kb的小片段組裝為一個大片段DNA分子，目前最常用的組裝技術是Gibson重組。

Gibson組裝技術在2009年首次被Dr.Daniel和其同事提出，因能輕易地組裝多個線性DNA片段而著名，也可以用於將一個目的片段插入選擇的載體中完成基本克隆。進行Gibson連線時首先需要獲得末端含有同源區域的DNA片段，一般是透過PCR獲得，然後這些片段和酶混合物（an enzyme master mix）共孵育完成連線。

擎科生物的超長片段快速基因合成技術，同時採用Gibson重組與酵母平臺進行大片段組裝。其中酵母組裝平臺參考酵母細胞內部的同源重組機制，構建酵母人工合成染色體(YACs)。一些研究表明，酵母細胞可以攝入多個DNA片段，可裝配四或者五個重疊的DNA片段連線到載體DNA上 [1] 。但 是 現 有 的 酵 母 重 組 技 術 都要逐個挑取酵母單菌落培養篩選，線性化酵母載體要經過PCR獲得 [2]，整體時間會相應的延長、保真度會下降、操作的複雜性和工作量都會增加。因此如何能夠低成本，快速高通量篩選正確克隆成為酵母組裝大片段DNA分子方法的關鍵技術。

擎科生物使用的超長片段快速合成技術，可將多個小片段DNA分子組裝成一個大片段DNA分子。速度快、簡便可行、成功率高、成本低，效率高、易操作，可進行工業化規模擴大，用途廣泛。不僅能夠幫助研究者對物種進行基因最佳化，提高基因表達，還可以合成已知序列的難擴增基因以及大量用於微晶片的cDNA；甚至是幫助醫療研究設計合成基因疫苗、基因治療載體。尤其對於基礎研究方面，可加強對基因的結構功能研究，修改設計基因，在育種方面也可以利用這一技術合成不同的基因突變株、SNPS、或其它突變株。

在實際操作上，擎科生物還進行了一系列最佳化，最終開發出的超長片段快速基因合成技術生產片段長度可達160Kb，保障能夠在最短時間為客戶提供高品質基因合成服務。經過長期驗證，這確實是一種有效的長片段 DNA 合成方法。

同時，為保證合成片段的準確性，服務過程還包括序列最佳化、引物設計、小片段合成、大片段重組等多個流程，還包括大片段組裝前後的兩次測序驗證。用二代測序技術對大片段進行測序驗證，以精準的基因檢測技術保證合成產物的100%準確性。與此同時，擎科生物在全國各地建立了21家分/子公司，以強大的服務網路體系和物流系統快捷響應客戶需求。