擎科生物开发超长片段快速基因合成技术

　　超长片段快速基因合成技术是目前基因合成领域技术开发的重难点之一。作为大片段基因合成与精准测序公共服务平台，近期，擎科生物开发的超长片段快速基因合成技术，成功突破酵母组装多片段、大片段的核心技术，可工业化生产50Kb大片段DNA，最长合成长度可达160Kb。

　　大片段DNA的工业化生产是合成生物学发展应用过程中的关键环节。发展DNA大片段和染色体的高保真合成和组装技术，首先是通过PCR反应合成短片断，其长度往往小于1kb。将多个1kb的小片段组装为一个大片段DNA分子，目前最常用的组装技术是Gibson重组。

　　Gibson组装技术在2009年，被Dr.Daniel和其同事提出，因能轻易地组装多个线性DNA片段而，，也可以用于将一个目的片段插入选择的载体中完成基本克隆。进行Gibson连接时首先需要获得末端含有同源区域的DNA片段，一般是通过PCR获得，然后这些片段和酶混合物（an enzyme master mix）共孵育完成连接。

　　擎科生物的超长片段快速基因合成技术，同时采用Gibson重组与酵母平台进行大片段组装。其中酵母组装平台参考酵母细胞内部的同源重组机制，构建酵母人工合成染色体(YACs)。一些研究表明，酵母细胞可以摄入多个DNA片段，可装配四或者五个重叠的DNA片段连接到载体DNA上[1]。但 是 现 有 的 酵 母 重 组 技 术 都要逐个挑取酵母单菌落培养筛选，线性化酵母载体要经过PCR获得[2]，整体时间会相应的延长、保真度会下降、操作的复杂性和工作量都会增加。因此如何能够低成本，快速高通量筛选正确克隆成为酵母组装大片段DNA分子方法的关键技术。

　　擎科生物使用的超长片段快速合成技术，可将多个小片段DNA分子组装成一个大片段DNA分子。速度快、简便可行、成功率高、成本低，效率高、易操作，可进行工业化规模扩大，用途广泛。不仅能够帮助研究者对物种进行基因优化，提高基因表达，还可以合成已知序列的难扩增基因以及大量用于微芯片的cDNA；甚至是帮助医疗研究设计合成基因疫苗、基因治疗载体。尤其对于基础研究方面，可加强对基因的结构功能研究，修改设计基因，在育种方面也可以利用这一技术合成不同的基因突变株、SNPS、或其它突变株。

　　在实际操作上，擎科生物还进行了一系列优化，最终开发出的超长片段快速基因合成技术生产片段长度可达160Kb，保障能够在最短时间为客户提供高品质基因合成服务。经过长期验证，这确实是一种有效的长片段DNA 合成方法。

　　同时，为保证合成片段的准确性，服务过程还包括序列优化、引物设计、小片段合成、大片段重组等多个流程，还包括大片段组装前后的两次测序验证。用二代测序技术对大片段进行测序验证，以精准的基因检测技术保证合成产物的100%准确性。与此同时，擎科生物在全国各地建立了21家分/子公司，以强大的服务网络体系和物流系统快捷响应客户需求。

　　参考文献：

　　[1]R a y m o n d ，C . K . e t . a l . B i o t e c h n i q u e s ( 1 9 9 9 ) 2 6 : 1 3 4 ‐ 1 3 8

　　[2]Gibson,D G .et .al .Science(2008)5867:1215‐1220