近日，下一代酶促DNA合成先驅(qū) Ansa Biotechnologies 宣布，成功從頭合成了1005個(gè)堿基長(zhǎng)度的DNA，這是目前世界上一次合成最長(zhǎng)的DNA寡核苷酸，而且具有行業(yè)領(lǐng)先的合成準(zhǔn)確率。

據(jù)悉，這1005個(gè)堿基長(zhǎng)度的DNA序列包含了用于基因治療的腺相關(guān)病毒（AAV）載體的關(guān)鍵部分，且具有復(fù)雜的二級(jí)結(jié)構(gòu)和高GC含量，其結(jié)構(gòu)和序列特征對(duì)于使用傳統(tǒng)化學(xué)合成方法合成短核苷酸再組裝的方式極具挑戰(zhàn)性。而此次合成的序列中，有28%的序列完全正確，這表明在合成過(guò)程中，平均每步收率約為99.9%，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

自60多年前第一種寡核苷酸化學(xué)合成方法問(wèn)世以來(lái)，可合成的寡核苷酸長(zhǎng)度和質(zhì)量的改進(jìn)開啟了新的應(yīng)用領(lǐng)域，改變了我們與自然世界的關(guān)系。

合成20-30個(gè)堿基長(zhǎng)度的能力使PCR和DNA測(cè)序的發(fā)展成為可能，為重組DNA技術(shù)和分子診斷奠定了基礎(chǔ)。合成50-100個(gè)堿基長(zhǎng)度的能力使精確操縱DNA的新技術(shù)成為可能，包括定點(diǎn)誘變和基因工程。

如今，長(zhǎng)達(dá)350個(gè)堿基的寡核苷酸的高通量合成使全基因組CRISPR實(shí)驗(yàn)和蛋白質(zhì)工程的新方法成為可能。然而，目前的寡核苷酸合成金標(biāo)準(zhǔn)，即核苷亞磷酰胺法，由于其固有局限性，其所能產(chǎn)生的寡核苷酸的長(zhǎng)度和質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到了平臺(tái)期。

寡核苷酸合成的下一個(gè)前沿是直接合成基因長(zhǎng)度的序列。Ansa 公司首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Daniel Lin-Arlow 博士表示，1005個(gè)堿基的DNA合成是該領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑，這超出了許多人的想象。Ansa 的超長(zhǎng)“Ansamer?”寡核苷酸合成平臺(tái)將使我們能夠更快、更可靠地為研究人員制造基因結(jié)構(gòu)，并且比目前可能的序列限制更少。

目前，科學(xué)家們對(duì)基因長(zhǎng)度的合成DNA的需求越來(lái)越大，用于細(xì)胞和基因治療、蛋白質(zhì)工程、生物制造以及基礎(chǔ)生命科學(xué)研究等領(lǐng)域。較長(zhǎng)的DNA序列目前是通過(guò)“拼接”較短的寡核苷酸來(lái)制造的，但該過(guò)程面臨許多特殊序列的挑戰(zhàn)，例如DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)、重復(fù)序列，以及高或低GC含量。而 Ansa 的酶促合成法克服了從較短的寡核苷酸中組裝這些特殊序列的挑戰(zhàn)，而是直接將它們合成為單個(gè)超長(zhǎng)寡核苷酸。

Ansa 的酶促寡核苷酸合成技術(shù)是基于其專利聚合酶核苷酸綴合試劑，可以一次快速擴(kuò)展一個(gè)堿基的DNA分子。這些綴合物包括一個(gè)模板無(wú)關(guān)的聚合酶，通過(guò)連接物連接到單個(gè)核苷酸上，與其他基于游離核苷酸的酶促合成法相比，在速度和靈活性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

該技術(shù)于2018年6與發(fā)表在了 Nature Biotechnology 期刊，論文題為：De novo DNA synthesis using polymerase-nucleotide conjugates。

論文主要作者 Daniel Lin-Arlow 和 Sebastian Palluk 于2018年創(chuàng)立了 Ansa Biotechnologies 公司，該公司目前以累計(jì)完成超過(guò)8000萬(wàn)美元的種子輪和A輪融資。

Ansa 公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官 Sebastian Palluk 表示，Ansa 在技術(shù)平臺(tái)的發(fā)展方面取得了快速進(jìn)展，而這只是一個(gè)開始。這項(xiàng)技術(shù)有可能徹底改變生命科學(xué)研究和生物工程。

據(jù)悉，Ansa 將于2023年4月啟動(dòng)克隆合成基因的早期訪問(wèn)計(jì)劃。獲得 Ansa 高度復(fù)雜的克隆DNA將使科學(xué)家能夠探索以前由于序列太難合成而無(wú)法探索的領(lǐng)域。