中国经济网版权所有 中国经济网新媒体矩阵 网络广播视听节目许可证（0107190）（京ICP040090） 近日，华大生命科学研究所联合多家机构发布了自主研发的基于并行原理的DNA合成技术——MMPS技术。该技术利用微芯片的创新范式，从源头上颠覆了DNA合成技术，成功实现了合成通量、产量和质量的系统性突破。预计将为基因组编写、疫苗快速研发和DNA数据存储提供基础支持。相关成果发表在国际期刊《自然生物技术》上。克服合成生物学领域DNA合成的质量和效率问题，DNA合成技术一直被认为是破坏行业发展的一大瓶颈。传统高通ghput DNA合成技术在单个芯片上合成数百万个短DNA片段。该技术虽然可以一次合成大量片段，但每个片段的产量很低，而且片段之间很容易发生交叉污染，严重影响后续长片段组装的成功率。由于传统技术无法同时满足高通量、长片段、低成本的需求，直接限制了复杂代谢途径研究、染色体工程、大规模突变库构建等前沿研究的深入发展。与传统技术不同，aof MMPS技术采用了创新的合成路径：将芯片分成独立的毫米级微芯片，每个微芯片上只合成一条短DNA链。芯片表面设有独特的识别码，可对DNA片段进行识别和组织，并可以监控片段的合成过程。此外，该技术通过“识别-支持-合成-回收”的循环机制赋予芯片可重复使用性，为可持续、低成本的DNA合成奠定了坚实的基础。简单来说，这些微芯片就像“工人”，拥有独特的工号。在合成过程中，智能扫描仪识别出工号后，可以快速确定每个“工人”要合成哪一条具体的DTHAT短链，然后通过传送带将不同的“工人”准确地送到对应的工作站，即反应柱，在那里合成一条短链DNA。合成工作完成后，就可以将“工人”收集起来，放入下一个工作周期。通过这种工作模式，MMPS技术在提高产量、简化工艺、精确控制等方面取得了诸多突破。在产量提升方面，单个DN的产量一个序列增加4到6个数量级；在简化流程方面，基因组装步骤从至少5步优化为仅需2步，并且无需添加额外的扩增引物或p位点。酶切，防止错误累积；在准确性和可控性方面，每个DNA片段都在自己的专用空间中合成，避免交叉污染，并且反应条件可以根据需要独立优化。研究团队通过系统实验证明了MMPS技术在基因组装、突变库构建等多种情况下良好的综合性能。研究结果充分证明了该技术在处理复杂序列、高GC含量区域和重复序列方面的独特优势，为蛋白质稳定性研究和疾病突变机制分析提供了可靠的技术支撑。他们会帮助超科学研究者更深入地探索生命科学领域的关键问题，为疾病治疗、新药研发等领域的突破奠定基础。在许多领域显示出巨大的应用潜力。目前，基于MMPS技术的标准高通量合成平台已在江苏省常州市孵化，并在多个工业领域展现出巨大的应用潜力。这项技术有望推进 DNA 合成，并引发许多领域效率的系统性革命。在现代药物研发领域，寻找和优化关键药物靶点是非常重要的一步。这与高质量突变体文库的构建密不可分。相比传统方法需要数周才能完成突变文库构建，MMPS技术可将这一时间缩短至几天，大大加快了抗体发现和工艺优化的速度，让“生命-在酶制剂、生物基材料、精细化学品等生物制造领域，菌株是决定工业生产效率和产品性能的主要因素。MMPS技术支持快速酶定向进化，可将菌株转化周期从数月缩短至数周。研究表明单碱基合成成本比传统方法降低70%左右，为大规模工业化应用铺平道路。可用于生物制造企业生成专属酶库值得一提的是，MMPS技术的模块化和自动化特性为未来可能出现的生物代工厂的增加提供了技术基础，通过AI驱动设计的闭环，为业界提供从DNA序列设计到验证验证的一站式解决方案。自动化合成和机器人测试。随着ChIP技术的成熟和合成工艺的进一步优化，MMPS技术将成为下一代工厂级DNA合成的主要引擎。华大基因生命科学研究所合成生物学首席科学家沉跃表示：“MMPS技术的成长，不仅是DNA合成领域的技术突破，也是合成生物学从实验室探索到工业化制造的重大转折，将好奇在医药、能源、环保等领域实现真正的产业化爆发。”袁英金学者相信我国在合成生物学基础工具领域的创新能力和产业化前景。 （记者罗云鹏）