DNA合成的原料是什么？流程及技术趋势分析

1.DNA合成的定义及原料

DNA合成属于生物合成的范畴，是指以DNA为模板、RNA为引物、由DNA聚合酶催化和多种蛋白因子参加、按碱基互补配对原则、由脱氧核糖核苷酸聚合成新的DNA链的过程。

2.DNA合成的流程

DNA合成主要流程包括以下4个步骤，其中寡核苷酸合成和DNA组装是核心：

(1)DNA序列设计：通过使用计算机软件设计DNA序列，这些DNA序列可构成生物电路或通路。

(2)寡核苷酸合成：DNA序列被分割成更小的重叠片段(通常为200-1500bp的片段)，然后进一步分割成可化学合成的一组单链寡核苷酸。

目前主要采用柱式亚磷酰胺化学合成方法;该过程将酸活化的脱氧核苷亚磷酰胺分子耦合到一个固定在固相(可控孔度玻璃/CPG或者聚苯乙烯微珠/PS beads)的脱氧核苷酸分子上。在第一个合成循环中，核苷酸链从第一个固定在表面上受保护的核苷酸分子开始延伸。

(3)DNA组装：单链寡核苷酸通过各种DNA组装技术，最终被组装成更大的DNA片段并进行克隆验证。一般以预先合成的寡核苷酸(一般60-120 nt)为原料，经拼接组装得到长链DNA。其中基于连接酶的组装和基于聚合酶链式反应的组装是最主要的两种方法。

(4) 功能测试及反馈：验证后的DNA序列被转入细胞进行功能测试;根据功能试验结果，对本轮设计序列进行更改，并重复测试周期，形成迭代。

3.dna合成技术趋势

基于微阵列的DNA合成技术将成为未来发展趋势：

基因合成产业目前最大的痛点主要是成本较高，每碱基成本0.10-0.30美元(1kb基因的成本为100-300美元)，且10多年来没有明显下降。此外，DNA合成自动化程度不高，中间多个流程依赖人工操作。因此，减少合成试剂消耗，提高通量，提高基因装配过程的自动化和准确性，才能显著降低基因合成的综合成本。

微阵列合成平台可以显著提高寡核苷酸的合成通量，合成所需消耗的试剂量显著减少，从而大大降低了成本。根据平台、寡核苷酸长度和合成规模的不同，基于微阵列平台合成的寡核苷酸成本从0.00001到0.0001美元不等。与柱式合成寡核苷酸每个碱基0.05-0.10美元的成本相比，芯片合成寡核苷酸在基因合成应用中的优势十分明显。

以上就是有关于DNA合成的定义、流程及趋势的全部介绍，如果还想了解更多DNA合成的相关内容，敬请关注三个皮匠报告网站。

参考资料

《基因慧：2022基因行业蓝皮书(262页).pdf》

推荐阅读

什么是基因治疗?方法有哪些?面临的挑战一览

什么是基因测序?基因测序市场龙头企业一览

《华大：2022年DNA存储蓝皮书(121页).pdf》

《基因慧：2022基因大数据智能生产及分析行研报告(125页).pdf》