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为解决传统 DNA 合成外部供应链复杂、不可靠,研究周期长等问题,Telesis Bio 研究人员开展关于 Gibson SOLA 技术的研究。结果显示该技术可实现分布式生物学,让研究人员按需、快速合成高质量 DNA。这加速了药物研发等进程,意义重大。
在生命科学研究领域,DNA 合成技术一直是科研进程中的关键一环。以往,研究人员获取 DNA 主要依赖外部服务提供商,这一过程犹如一场充满未知的冒险。从下单到拿到 DNA 样本,往往需要数周甚至数月的时间,漫长的等待严重拖慢了科研进度。而且,外部供应链复杂多变,充满了不确定性,一旦出现问题,研究人员只能无奈等待。不仅如此,传统化学合成 DNA 的方法还存在诸多弊端,像使用有毒有害的化学物质,合成过程中碱基添加错误率较高等,这些都像是一道道难以跨越的障碍,阻碍着生命科学研究的快速发展。
为了突破这些困境,来自美国加利福尼亚州圣地亚哥的 Telesis Bio 公司的研究人员展开了深入研究。他们致力于研发一种全新的技术,让研究人员能够更加自主、高效地合成 DNA。经过不懈努力,他们成功推出了 Gibson SOLA 平台,这一成果发表在《Biopharma Dealmakers》上,为生命科学研究带来了新的曙光。
Telesis Bio 公司的研究主要运用了以下关键技术方法:基于 “数字 - 生物转换器” 概念,采用独特的酶促组装方法。该方法以通用文库中的短片段 DNA 为起始材料,通过杂交过程进行 DNA 组装,区别于传统一次添加一个碱基的合成方式,极大地提高了合成效率和准确性 。
Gibson SOLA 技术原理
Gibson SOLA 是首个实现分布式生物学的平台。研究人员利用 “数字 - 生物转换器” 技术,让研究人员能够按需、在一夜之间合成基因长度的 DNA 或 mRNA 分子。其组装过程始于通用文库中的短片段 DNA,这些短片段 DNA 以分层方式聚集,几乎只产生完美的分子,最终合成的 DNA 纯度极高,全长完美分子在合成结束时远超 80%,且保真度极高,错误率远低于传统化学合成方法 。
技术优势
与传统获取 DNA 的方式相比,Gibson SOLA 技术优势显著。传统方式需要依赖外包服务提供商,不仅周期长(DNA 合成需 2 - 6 周,mRNA 合成长达 2 个月),而且研究人员难以控制合成过程。而 Gibson SOLA 技术可使合成速度提高 14 倍以上,在一天内就能完成 DNA 或 mRNA 的构建。研究人员无需再受外部服务提供商的限制,能够自主控制 DNA 合成,一次性合成大量所需 DNA,避免了因服务提供商问题导致的材料获取不及时等情况 。
对药物发现的影响
Gibson SOLA 技术对药物发现产生了积极影响。它加速了设计 - 构建 - 测试 - 学习(design - build - test - learn)周期,原本需要数周才能完成的实验迭代,现在借助该技术仅需几天。从长远来看,它为个性化医学的发展带来了希望。例如在个人癌症治疗中,能快速合成用于研究治疗方法的 DNA 或 mRNA,为挽救患者生命争取宝贵时间 。
合作成果
Telesis Bio 公司与多家机构展开合作,其中与辉瑞(Pfizer)的合作成果显著。通过合作,Gibson SOLA 技术得以不断成熟和完善,实现了商业化推广。此外,公司与学术和制药机构的合作也在推进,如与某生物制药领域的学术领军机构围绕 mRNA 疫苗开发建立卓越中心的合作。同时,与贝克曼库尔特(Beckman Coulter)的合作,加速了 Gibson SOLA 技术的转化,优化了试剂平台、试剂盒和软件 。
研究结论和讨论
Gibson SOLA 平台的出现,是生命科学研究领域的一项重大突破。它解决了传统 DNA 合成的诸多难题,为研究人员提供了高效、自主的 DNA 合成工具。该技术不仅提高了合成效率和质量,还加速了药物研发进程,为个性化医学的发展提供了有力支持。在全球供应链重新思考以及人工智能在药物发现领域广泛应用的背景下,Gibson SOLA 技术的优势更加凸显。未来,随着技术的不断发展和完善,有望在更多领域发挥重要作用,推动生命科学研究迈向新的高度。