作為合成生物學的核心技術之一，大規(guī)模的DNA設計和合成技術賦予人們改造細胞功能甚至創(chuàng)造人工生命的能力，有助于進一步推動生命科學及其相關領域的發(fā)展。

隨著合成生物學領域應用的不斷拓展，DNA合成技術需要滿足來自應用端的眾多需求，其中包括合成更長的DNA序列。當前的DNA合成方法普遍局限于制備相對較短的寡核苷酸鏈，然后通過將許多短鏈“縫合”起來的方式獲得更長序列?！半S著序列變長，制造所需的時間、精力和成本將大幅增加。”英國DNA合成技術公司Evonetix的產(chǎn)品副總裁邁克爾·丹尼斯博士對此表示。

自2015年成立以來，Evonetix致力于將半導體技術引入DNA合成技術領域，以此打造其專有的大規(guī)模、高保真的DNA合成技術平臺。憑借著該技術的不斷推進，Evonetix自成立至今已完成總計4400萬美元的融資。

2022年上半年，Evonetix完成其臺式DNA合成平臺開發(fā)的重要里程碑。結果表明，該公司基于半導體陣列的DNA合成平臺能夠與化學和酶促DNA合成法兼容，從而實現(xiàn)DNA長序列的快速、準確的構建方法。

據(jù)悉，Evonetix的專有工藝在于利用新型硅芯片，在硅芯片表面上具有數(shù)千個獨立的熱控反應位點。每個合成位點的溫度均可以單獨控制，因此該方法能夠在特定的點位通過控制溫度進而控制DNA的正確合成。并且，該方法可在單芯片上精確合成數(shù)千個序列，滿足復雜文庫和長鏈DNA的組裝需求。

“半導體技術本質上就是硅芯片。我們已經(jīng)開發(fā)出一種芯片，可以在其表面控制DNA的合成?！盓vonetix公司介紹，基于硅芯片的合成方式能夠支持數(shù)千位點同時進行DNA合成，在此之后，依靠先進的電泳工藝將合成的寡核苷酸單獨釋放，并從一個合成位點傳輸?shù)较乱粋€合成位點。傳輸?shù)墓押塑账釋⒃谙乱粋€位點被電場捕獲，并且與互補鏈完成組合。在此之后，該位點的溫度將升高并且熔解其中不正確的序列。整個合成、組裝和糾錯過程可以在數(shù)小時內完成，而現(xiàn)有的合成技術仍需要數(shù)天或數(shù)周才能夠完成。

據(jù)該公司聲稱，目前典型的酶促DNA合成方法依賴于更傳統(tǒng)的平臺?，F(xiàn)有的方法很難增加并行制備的DNA序列數(shù)量，而通過熱控制的方式則能夠擺脫傳統(tǒng)方法的限制，讓用戶能夠在自己的實驗室中通過單一平臺完成大規(guī)模的基因合成、CRISPR篩選和蛋白質工程等工作。

“相關合成生物學的發(fā)展需要更好的、不易出錯的合成方法，或者是建立更加準確的序列組裝和錯誤消除步驟，以便更快、更簡單地制備長序列，”丹尼斯認為，“而基于現(xiàn)有的酶促合成法，技術平臺很難針對序列組裝和糾錯展開優(yōu)化。因此，我們需要研究DNA的物理特性以尋找組裝更長且準確的DNA的新方法?！?/p>

該公司于近期已宣布啟動其半導體合成DNA的早期訪問計劃。在此之后，其將進一步擴大其半導體芯片的并行合成能力，以實現(xiàn)該專有技術在未來的全面商業(yè)化。