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99%的人不知道,基因合成第一性原理?
發(fā)布時(shí)間:2024-06-19

科學(xué)家對(duì)基因的認(rèn)識(shí)和研究已有一百多年歷程,從孟德爾的遺傳規(guī)律到DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),再到人類基因組計(jì)劃的完成,這些都極大地推動(dòng)我們對(duì)基因的理解。基因 “讀” “寫” “編” 技術(shù)也正在幫助我們一步步 “破解” “重塑” “改造” 生命密碼。基因合成是生命密碼的底層驅(qū)動(dòng)器!


早在2300年前,亞里士多德提出“第一推動(dòng)”:指一切事物目的與運(yùn)動(dòng)背后的終極原因。科學(xué)研究的重要目標(biāo)之一是追尋其固有的原動(dòng)力!你是否思考過:從本質(zhì)出發(fā),驅(qū)動(dòng)基因合成的根本原動(dòng)力是什么?


基因合成第一性原理

“ 序 列 自 由 ”

基因合成背后的根本原動(dòng)力是“序列自由”,即基因合成的第一性原理。“序列自由”是指通過高效、低成本的DNA設(shè)計(jì)組裝能力讓客戶實(shí)現(xiàn)“DNA序列自由”。這賦予我們前所未有的自由度,能夠設(shè)計(jì)、優(yōu)化改造并合成DNA序列,滿足生物醫(yī)藥、生命科學(xué)、分子診斷、分子育種等領(lǐng)域的應(yīng)用需求。


序列自由的提出不僅僅是技術(shù)上的突破,更是一次思維方式的革新。它打破了傳統(tǒng)基因合成的限制,讓我們能夠更加自由地探索生命的奧秘,發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)規(guī)律。序列自由是構(gòu)建生物功能元件、裝置和系統(tǒng),對(duì)細(xì)胞或生命體進(jìn)行遺傳學(xué)設(shè)計(jì)、改造或創(chuàng)造新的生物系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)力。


DNA合成的技術(shù)革新

無論是“改造已有的天然生物系統(tǒng)”,還是“設(shè)計(jì)和建造新的生物元件、裝置和系統(tǒng)”,都是基于DNA進(jìn)行的。在實(shí)現(xiàn)“序列自由”的目標(biāo)下,研究人員在基因合成領(lǐng)域不斷探索和優(yōu)化合成方法及策略,取得了顯著的進(jìn)展

DNA合成技術(shù)


DNA合成技術(shù)主要分為化學(xué)法和酶促法。酶促法能從頭合成1005個(gè)堿基的DNA序列,這是單次合成最長(zhǎng)的寡核苷酸。但酶促合成技術(shù)成本高,尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用。目前最為成熟且被廣泛應(yīng)用的依舊是化學(xué)法,包括柱式合成技術(shù)、芯片合成技術(shù)。

DNA合成技術(shù)對(duì)比


此外,新興的商業(yè)化技術(shù)還包括熱控合成(Evonetix )、文庫基因合成(Ribbon Biolabs)、從DNA微陣列合成基因(Twist Bioscience)、滾環(huán)擴(kuò)增技術(shù)(Touchlight Genetics)等。

DNA組裝技術(shù)


DNA片段從頭合成的長(zhǎng)度有限,更長(zhǎng)基因或基因組需要通過寡核苷酸片段的酶促組裝或體內(nèi)組裝獲得。DNA組裝方法分為三類:酶依賴的DNA組裝、非酶依賴的DNA組裝、依賴于體內(nèi)同源重組的DNA組裝。


常見體外和體內(nèi)DNA組裝技術(shù)及流程


常用的DNA組裝技術(shù)有重疊延伸 PCR (OE-PCR) 組裝技術(shù)、BioBricks?組裝技術(shù)、Golden Gate組裝技術(shù)、TPA 組裝技術(shù)、Gibson組裝技術(shù)、TAR酵母同源重組等技術(shù)。

DNA糾錯(cuò)技術(shù)


寡核苷酸合成與組裝過程常出現(xiàn)核苷酸的插入、缺失和取代等錯(cuò)誤。DNA糾錯(cuò)技術(shù)可有效地去除這些錯(cuò)誤,提高合成準(zhǔn)確性。常用的糾錯(cuò)方法包括:通過高效液相色譜法、聚丙烯酰胺凝膠電泳或疏水性純化柱過濾去除合成不完全的片段、寡核苷酸捕獲探針雜交、NGS 技術(shù)糾錯(cuò)以及MutS 酶糾錯(cuò)法。


隨著DNA 合成、組裝與錯(cuò)誤糾正技術(shù)的不斷發(fā)展,實(shí)現(xiàn)從頭合成、按需合成的時(shí)代已經(jīng)到來。同時(shí),更多新型合成技術(shù)也在不斷涌現(xiàn),為實(shí)現(xiàn)“序列自由”的目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

實(shí)現(xiàn)序列自由的無限可能

1

技術(shù)革新與突破

序列自由代表生物技術(shù)的重大突破,推動(dòng)基因編輯、基因治療、生物合成等相關(guān)領(lǐng)域的飛速發(fā)展。

2

降低成本

隨著技術(shù)的成熟和規(guī)?;a(chǎn),高效、廉價(jià)的DNA設(shè)計(jì)組裝技術(shù),讓基因合成的成本大大降低。

3

加速研發(fā)進(jìn)程

研究人員能夠快速設(shè)計(jì)和合成特定的DNA序列,縮短新藥物、新治療方法的研發(fā)時(shí)間,提高科研資源的利用效率。

4

定制化解決方案

為特定問題定制化設(shè)計(jì)DNA序列。無論是治療疾病的基因療法,還是開發(fā)新型生物材料,或是開發(fā)出有效的疫苗和抗病毒藥物,應(yīng)對(duì)新出現(xiàn)的傳染病。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,我們相信,序列自由將逐漸成為引領(lǐng)性趨勢(shì)。盡管實(shí)現(xiàn)序列自由面臨著諸多挑戰(zhàn),包括技術(shù)安全性、倫理道德等問題,但這正是推動(dòng)我們不斷前行的原動(dòng)力。


  泓迅生物  

攻克難度序列,實(shí)現(xiàn)序列自由

我們?yōu)槟峁┛焖佟?yōu)質(zhì)、高效的基因合成服務(wù)。領(lǐng)先設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造,積累近百億堿基、上百萬密碼子優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)。我們自主研發(fā)CI(Complexity Index)、AI-TAT、NGCodonTM等多款生物智能分析工具,為高難度復(fù)雜基因合成提供高效的解決方案。近百億堿基合成經(jīng)驗(yàn)與AI智能分析系統(tǒng),共同推動(dòng)DNA合成向更智能化、精準(zhǔn)化和快速化方向發(fā)展。

Fragment XP 基因片段 48h極速發(fā)貨


Syno?GS基因合成  準(zhǔn)確率100%

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