近日，DNA合成初创公司Elegen宣布成功完成其早期试用计划，正式在全球范围提供其新型双链DNA合成产品ENFINIA™，可在7天内交付长度高达7Kb的DNA序列，平均错误率低至1:70000bp。ENFINIA™简化了从设计到实验的基因合成流程，可快速提供前所未有的长度和准确性的DNA合成产品，代表了合成生物学领域的重大进步，为合成生物学革命提供了新动力。
合成生物学市场的价值或将超过1万亿美元，在可预见的未来将实现两位数的增长。合成DNA是该市场的关键部分，对合成DNA的需求正从短寡核苷酸转移到更长的DNA序列。合成长双链DNA生产主要包括三个基本步骤：1.初始寡核苷酸（oligos）的产生，通常长度为50-200个碱基。2.将寡聚物组装成1000-1500bp的更长双链DNA。3.纯DNA序列的分离。因为合成和组装会发生错误，中间和最终片段经常被克隆以分离和扩增完美序列。产生大于1500bp的序列通常需要多轮组装和克隆。
为了改进合成DNA流程，Elegen开发了一种DNA合成系统，可以提供95%以上“完美序列”且长度超过7Kb。来源：Elegen官网
Elegen自2017年以来一直在研究DNA合成技术。Elegen创始人兼首席执行官Matt Hill表示：“合成生物学的应用非常广泛，但DNA合成是这个过程的一个关键瓶颈。在真正解决DNA合成问题之前，合成生物学难以发生革命性进展。”
此前的大规模合成DNA分别被限制在大约200bp和5Kb。Elegen对DNA合成的改进贯穿整个过程。“虽然我们希望能提供一个简单、优雅、关键的创新。但事实上，以多种创新和多个步骤互补的方式能够实现更快、更准确、更长、更复杂的DNA合成，”Hill表示。虽然没有进行详细的介绍Elegen所有工艺改进，但Hill表示，开发一种无细胞克隆方法是一个“关键方面”。
克隆导致了如今生物制造业的较高的时间成本和复杂性操作，Elegen专有的无细胞克隆技术，可产生接近克隆的准确性，而不涉及繁琐的传统克隆操作。针对无细胞克隆技术，Elegen申请了至少一种专利，同时还申请了包括使用微流控装置的DNA组装专利等全球范围的20多项有效专利和申请。
Hill认为：“合成DNA的最新进展都来自单一创新。虽然这些创新会促进DNA生产某个方面的改进，但单一的改进往往会考虑权衡。这些进步无法以一种可能具有变革性的方式解锁合成生物学。现在Elegen进行了一系列创新，能够为非克隆DNA提供更好的合成速度、长度、可靠性、准确性，以及一定程度上的复杂性。在不久的将来，我们在这些创新的基础上将进一步发展。”
据悉，ENFINIA™ DNA可提供多达7Kb的DNA序列，7个工作日内交付，Enfinia DNA为每碱基0.25美元，客户验证的每个碱基准确性约为99.999%。这种准确性比目前合成生物学中通常使用的传统基因片段或基因模块高20倍，意味着客户可以获得快速周转的长DNA，并且是95%完美序列。当需要更长的DNA时，Elegen仅通过组装几个ENFINIA片段、选择三个菌落，就可以构建长度超过18Kb的完美序列DNA质粒，成功率超过95%。
Elegen可合成7Kb的DNA序列，且保持95%以上的完美序列。来源：Elegen官网
目前，Elegen已经向数十个早期试用客户提供了数千个DNA结构，用于多种应用。对这些客户的后续销售和不断增长的新客户采用率验证了Elegen产品的良好性能。
使用ENFINIA™ DNA，大型制药机构、工业生物技术、食品和农业公司可以节省数月的时间进行产品开发，包括mRNA疫苗和基因疗法，以及蛋白质、微生物菌株和转基因作物。Elegen的首席战略官Marc Unger表示：“Elegen的愿景之一是减少每家公司对生物工厂组装和克隆DNA的需求。一个生物工厂的员工和设备成本高达数百万美元，而费用和时间往往被忽视。我们帮助生命科学公司能够更快地发展，在相同的时间内完成更多工作，随着时间的推移，为客户提供指数级的收益。”
ENFINIA™ DNA序列提交验收标准，来源：Elegen官网
Elegen已获得了私人投资者的资金，国家人类基因组研究所（NHGRI）的拨款，以及数家公司的投资，包括新兴合成生物学行业的支柱银杏生物工程公司和细胞治疗公司Ensoma。据悉，Elegen将在2023年年底前寻求新一轮融资。
很多客户正在寻找更长、更复杂的DNA，以及更快的交付速度。银杏公司的一位发言人表示：“我们发现Elegen的产品达到了我们设定的期望。”虽然Elegen尚未完全揭示其生产工艺，但已经与银杏公司成功签约。
Ensoma的首席科学家Adam Fisher表示：“看到像Elegen这样的公司突破DNA合成的极限是令人鼓舞的，我们对他们解决高质量长DNA供应挑战的创新方法感到非常兴奋。”
1.https://elegenbio.com/products/enfinia-dna-synthesis
2.https://elegenbio.com/content/articles/press-release-enfinia-launch
3.Enabling the Synthetic Biology Revolution
https://www.genengnews.com/topics/genome-editing/enabling-the-synthetic-biology-revolution/
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