酶法方法将改变 DNA 合成，但哪一种适合您？

经过数十年的逐步改进，
DNA合成领域终于处于重大飞跃的边缘。现在是时候了 – 科学家们已经被相同的旧亚磷酰胺化学及其在长度、速度、准确性和环境影响方面的固有限制所困太久了。

最近有很多关于一种称为酶DNA合成的新方法的前景的讨论，该方法被宣传为解决与传统化学合成相关的问题。

然而，随着一些科学家和公司开发不同的酶方法，了解新产品之间的差异可能是一个挑战。

值得花点时间列出传统DNA合成方法相关的缺陷。首先，化学合成往往相对较慢。其次，由于该过程中使用的试剂会逐渐破坏生长的DNA链，因此在大多数分子包含损伤之前，只能进行一定次数的循环。因此，化学合成只能产生相对较短的寡核苷酸。

对于基因合成，即构建长度超过几百个碱基对的双链 DNA 分子，必须组装几个寡核苷酸，但组装过程可能会给最终序列带来错误。此外，合成所需的有毒物质会产生必须处理的危险废物，从而导致额外的成本和对环境危害的风险。

尽管存在这些问题，但当今化学合成最大的问题可能是它不太可能进一步改善。几十年来，科学家们一直在改进这些过程，我们现在所处的位置似乎处于亚磷酰胺化学可能的极限。

相比之下，酶促DNA合成利用生物酶的力量来做它们最擅长的事情：高效准确地合成DNA，而不会产生任何有害材料。科学家们已经探索了各种酶和工程方法作为酶合成的基础，并且还有很大的持续改进空间。

如果您有兴趣考虑传统DNA合成的酶促替代品，需要考虑几个因素：

速度

由于新方法基于不同工程改造的酶，因此添加单一碱基的时间因供应商而异。这会影响将产品交付给最终用户的速度。

寡核苷酸长度

虽然一些酶法方法产生的寡核苷酸与其化学合成对应物一样短，但其他方法在合成寡核苷酸的长度方面创造了新纪录。在基因合成中特别重要的是使用更长的寡核苷酸，这意味着构建给定长度的序列所需的部分更少，从而在可组装的序列类型中实现更高的可靠性和灵活性。

复杂性

从化学合成寡核苷酸组装长序列的基因合成供应商已经使科学家们接受了许多序列太“复杂”而无法制造。

然而，一些可以直接产生长寡核苷酸的酶法极大地促进了复杂序列的制造，因此科学家们不再需要在实验设计上妥协。 

质量

不同平台的产量差异会导致产生的寡核苷酸质量更高或更低，虽然这对于基因合成项目可能无关紧要，但如果您的应用需要大量材料，请务必记住。

目前，由于建立了供应链和扩大合成砌块的制造，化学合成具有成本优势，尽管这种情况在未来可能会发生变化。

修改

在亚磷酰胺化学的悠久历史中，已经出现了广泛的修饰DNA构建模块目录，包括具有修饰碱基、糖、荧光团/淬灭剂、接头和标签的单体。现有的酶促合成供应商通常只生产未修饰的寡核苷酸或提供有限的修饰碱基目录。化学合成对于需要高度修饰的寡核苷酸的应用仍然具有优势。

仪器与服务

科学家们现在可以选择在实验室中进行短寡核苷酸酶促合成的台式仪器。这对于对特定应用范围感兴趣的科学家来说可能很方便。然而，在某些情况下，领先的合成服务实现的周转时间可与同等产品的台式仪器相媲美。

我们正处于酶促合成的早期阶段，化学合成仍然可以为某些应用带来更好的产品。然而，由于有如此大的改进空间，很明显，精确且环保的酶法方法最终将优于传统合成，并允许产生比传统技术更广泛的
DNA 序列。