量子运行

图片来源：

iStock

更快的基因合成：合成 DNA 可能是改善医疗保健的关键

科学家们正在快速追踪人工基因生产，以快速开发药物并解决全球健康危机。

作者：
作者姓名
量子运行远见
2023 年 1 月 16 日

洞察总结

DNA 的化学合成及其组装成基因、电路甚至整个基因组已经彻底改变了分子生物学。这些技术使设计、构建、测试、从错误中学习并重复循环直到达到预期结果成为可能。这种方法是合成生物学创新的核心。

更快的基因合成上下文

合成将数字遗传密码转化为分子 DNA，以便研究人员能够创造和生产大量遗传物质。得益于下一代测序 (NGS) 技术，可用的 DNA 数据得到了扩展。这种发展导致生物数据库的增加，其中包含来自每个生物体和环境的 DNA 序列。由于生物信息学软件的效率更高，研究人员现在可以更轻松地提取、分析和修改这些序列。

科学家从“生命之树”（基因组网络）获得的生物信息越多，他们就越了解生物之间的遗传关系。新一代测序帮助我们更好地了解疾病、微生物组和生物体的遗传多样性。这种序列热潮还促进了新的科学学科的发展，例如代谢工程和合成生物学。获取这些信息不仅改进了当前的诊断和治疗方法，而且还为将对人类健康产生持久影响的新医学突破铺平了道路。

此外，合成生物学有可能影响许多领域，例如创造新的药物、材料和制造工艺。特别是，基因合成是一种很有前途的技术，可以帮助快速构建和改变基因序列，从而发现新的生物学功能。例如，生物学家经常在生物体之间转移基因以检验遗传假设或赋予样本生物体独特的特征或能力。

破坏性影响

化学合成的短 DNA 序列是必不可少的，因为它们用途广泛。它们可用于研究实验室、医院和工业。例如，它们被用来识别 COVID-19 病毒。亚磷酰胺是产生 DNA 序列的必要组成部分，但它们不稳定并且会很快断裂。

2021 年，科学家 Alexander Sandahl 开发了一种新的专利方法，可以快速高效地制造这些用于 DNA 生产的构建块，显着加快了这些成分分解之前的过程。 DNA 序列称为寡核苷酸，广泛用于识别疾病、制造药物以及其他医学和生物技术应用。

总部位于美国的 Twist Bioscience 是专门从事合成 DNA 制造的领先生物技术公司之一。该公司将寡核苷酸连接在一起以创建基因。寡核苷酸的价格正在下降，制造它们所需的时间也在下降。截至 2022 年，开发 DNA 碱基对的成本仅为 XNUMX 美分。

Twist 的合成 DNA 可以在线订购并在几天内发送到实验室，之后它被用来制造目标分子，这些分子是新食品、肥料、工业产品和药物的基础。 Ginkgo Bioworks 是一家价值 25 亿美元的细胞工程公司，是 Twist 的主要客户之一。同时，在 2022 年，Twist 推出了两种针对人类猴痘病毒的合成 DNA 对照，以帮助研究人员开发疫苗和治疗方法。