mMPS技术
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Nature Biotechnology:华大发布DNA合成新技术,助力合成生物产业迈向新时代
生物世界· 2025-10-01 18:50
技术突破与核心优势 - 华大生命科学研究院发布基于并行原理的DNA合成技术mMPS,从源头颠覆传统技术,实现合成通量、产量和质量的系统性突破[3] - 技术采用创新路径,将芯片分为带专属识别码的独立微芯片,每条微芯片仅合成一条DNA短链,实现身份识别、分选与全程追踪,芯片可重复使用[7] - 技术实现多重突破:单条DNA序列产量从传统fmol级别提升至pmol~nmol级别,提升幅度达4-6个数量级;基因组装步骤从至少5步优化至仅需2步;每条片段在专属空间合成,避免交叉污染,反应条件可独立优化[14] 技术原理与工作机制 - mMPS技术中,微芯片如同带专属工号的工人,智能系统识别工号后将其精准送往对应反应柱合成特定DNA短链,合成完成后工人可被收集并投入下一轮工作[9] - 通过识别-分选-合成-回收的循环机制,使芯片具备可重复使用能力,为可持续、低成本的DNA合成奠定基础[7] 产业应用与潜力 - 基于mMPS技术的标准化高通量合成平台已在常州华大孵化落地,推动DNA合成从实验室服务升级为生物制造基础设施[12] - 在创新药物研发领域,技术可将突变库构建时间从数周缩短至数天,大幅加速抗体发现与优化进程,并显著提升覆盖度与均匀性[12] - 在酶制剂、生物基材料等生物制造领域,技术支持快速酶定向进化,将菌株改造周期从数月缩短至数周,单碱基合成成本比传统方法降低约70%[12] - 在临床诊断领域,技术可一次性合成数千对引物探针,合成成本下降3倍以上,推动NGS检测panel从数百靶点向万级靶点升级[13] - 技术的模块化、自动化特性为生物铸造厂的兴起提供技术基础,未来可能出现AI驱动的一站式DNA合成即服务平台[15] 行业影响与专家观点 - 该技术将合成生物学从写得出推向写得准、写得优、写得省的新高度,为基因组编写、疫苗快速开发与DNA数据存储等领域提供关键支撑[4] - 技术在处理复杂序列、高GC含量区域和重复序列方面具有独特优势,为蛋白质稳定性研究、疾病突变机制解析提供可靠技术支撑[10] - 专家认为该技术是合成生物学从实验室探索走向工业化制造的关键转折点,结合AI与自动化系统,有望成为设计-合成-测试-学习范式的引擎,推动在生物制造、医疗健康等领域的产业落地[18]