DNA合成、组装与纠错技术研究进展
2021-01-21彭凯逯晓云程健刘莹江会锋郭晓贤
合成生物学 2020年6期
彭凯，逯晓云，程健，刘莹，江会锋，郭晓贤
（1 中国科学院天津工业生物技术研究所系统微生物工程重点实验室，天津 300308；2 天津科技大学生物工程学院，天津 300457）
合成生物学是继DNA 双螺旋发现催生分子生物学，“人类基因组计划”实施催生基因组学后的第三次生物技术革命。DNA 合成技术是合成生物学的核心使能技术之一。随着我们对生命系统认识的深入，生命体系的重新设计和创造已成为生物学领域最富想象力和活力的研究领域。大规模基因组DNA 设计和合成赋予我们改造细胞功能甚至创造人工生命的能力，有助于提高我们对生命体的理解、预测和操控的能力［1-5］。
自20 世纪50 年代以来，大量科研工作者尝试通过化学和酶促方法合成DNA。首先获得成功的是化学合成技术。经过多年优化和改进，DNA 化学合成经历了从柱式合成到芯片合成的变革发展，并得到了广泛的市场化应用。但是现有化学方法的偶联效率和副反应使寡核苷酸合成长度局限于200～300 nt，难以到达 kb 级的基因长度［6-8］。因此更长片段则需通过组装技术拼接寡核苷酸片段，直至获得基因、染色体或基因组长度的DNA［9］。然而，寡核苷酸片段合成和DNA 组装过程会产生很多错误，降低长片段DNA 的正确率。纠错技术的应用可去除DNA 合成和组装过程引入的大量错误，进而降低正确DNA 片段的筛选与测序成本［10］。本文作者将重点综述DNA 合成、组装与纠错技术相关的研究进展，以此期望促进我国DNA合成相关技术创新发展。
