新技术一天组建一个新基因

编写DNA的酶有望革新合成生物学和数据存储领域。来源：《科学》杂志官网

　　据美国《科学》网站18日报道，美国科学家借助模拟人体复制自身DNA方式的新技术，让组建新基因变得更快更便宜。研究人员称，一天组建一个新基因很快将成为现实，未来有望快速重写微生物的基因，迅速合成新药和燃料，也能在存储领域“大展拳脚”。

　　传统DNA制造方法是：拿出DNA核苷酸——碱基A、G、C和T，逐一将它们添加到名为“寡核苷酸”的生长链中，但这一过程缓慢且容易出错；此外，寡核苷酸的长度也囿于200个碱基左右，而大多数基因需要数千个碱基。人体细胞制造DNA则另辟蹊径：各种聚合酶读取DNA单链，然后与依附其上的互补链合成。人们希望借此重新设计聚合酶来编写新DNA。

　　研究人员已确定了一种特定的聚合酶——“末端脱氧核苷酸转移酶”（TdT），它可将新核苷酸附加到寡核苷酸链而不遵循DNA模板链，但天然酶会随机添加新DNA碱基，无法精确控制添加碱基的顺序。

　　为解决这一问题，劳伦斯伯克利国家实验室的塞巴斯蒂安·帕鲁克博士团队，从4个分开的碱基池开始，每个池中的一种碱基都有TdT拷贝与其连接。首先，他们从一个池中取出一个碱基添上，在TdT将碱基添加到寡核苷酸末端后，它仍保持连接状态。然后，他们将寡核苷酸捞出，切断连接，自由的TdT被冲走，寡核甘酸准备添加下一个碱基。

　　研究人员表示，新方法应该比较便宜——在细菌和酵母中很容易生产TdT，而且高效。

　　但哈佛大学遗传学家乔治·邱奇表示，新方法并不能完全废除传统的DNA合成方法。迄今为止，该团队仅造出10个碱基长的寡核苷酸；此外，新方法按照预先设想的顺序编写DNA的精度仅98%（传统方法为99％），要编写1000个碱基的寡核苷酸，新方法的精度可能需达到99.9%。如果新技术达到所需的精确度，不仅可帮助合成生物学家革新编写和测试新基因的方法，还可以将海量数据写入DNA中。（记者 刘霞）