Science：重大进展！开发出一种基因合成新方法---DropSynth
2018-01-08 佚名 “细胞”微信号
在一项新的研究中，来自美国加州大学洛杉矶分校的研究人员发现一种利用一组由微阵列产生的寡核苷酸合成多个基因的方法。相关研究结果于2018年1月4日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Multiplexed gene synthesis in emulsions for exploring protein functional landscapes”。在这篇论文中，他们描述他们的被称作Drop
在一项新的研究中，来自美国加州大学洛杉矶分校的研究人员发现一种利用一组由微阵列产生的寡核苷酸合成多个基因的方法。相关研究结果于2018年1月4日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Multiplexed gene synthesis in emulsions for exploring protein functional landscapes”。在这篇论文中，他们描述他们的被称作DropSynth的方法，它的工作原理及其缺点。
合成基因已经变得如此流行以至于如今有公司为了生存而开展基因合成业务，但它的费用仍然昂贵---当前的方法需要在每次产生小段DNA链之后将它们连接在一起。在这项新的研究中，这些研究人员开发出一锅合成法（one-pot approach）来合成基因，这可能会降低基因合成的成本。
当前，基因合成是通过使用产生DNA寡核苷酸的微阵列而开展的，随后必须将它们连接在一起。在这项新的研究中，这些研究人员在开始时也使用微阵列，不过他们给这些由微阵列产生的DNA寡核苷酸添加一段他们称之为“条形码（barcode）”的识别序列。接着，他们加入携带着互补性条形码的微珠，这些微珠能够从一组含有不同类型的DNA寡核苷酸中捕获与互补性条形码相匹配的DNA寡核苷酸。结果就是获得一堆微珠，每个微珠含有一小群匹配的相同类型的DNA寡核苷酸。他们随后利用旋涡混合器处理30秒，将这些DNA寡核苷酸和油混合在一起，从而将每个微珠（和它含有的一小群DNA寡核苷酸）包裹在乳滴（mulsion droplet）中。在此之后，酶诱导单个乳滴中的所有DNA寡核苷酸通过一种被称作聚合酶循环组装（polymerase cycling assembly）的过程连接在一起，从而合成出所需的基因序列。这些基因序列随后从乳液中提取出以备使用。
这些研究人员指出这个基因合成方法要优于常规的方法，这是因为它产生一个基因库（gene pool）的成本与产生一个寡核苷酸库（oligonucleotide pool）的成本基本相同，即便有所增加，也不会增加很多。不幸的是，它有一个很大的缺点。他们指出，这种方法是“杂乱的”，这是因为它仅有大约5%的效率---几乎不足以用于制造过程。一个更加积极的方面是这种方法可能被用来以更低的成本构建用于各种用途的大型基因文库。它也可能用于研究工作，特别是那些涉及蛋白设计的研究工作。
原始出处：
Plesa C，et al.，Multiplexed gene synthesis in emulsions for exploring protein functional landscapes.Science. 2018 Jan 4. pii： eaao5167.
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