Kỹ thuật lắp ráp sáng tạo cho tổng hợp gen quy mô lớn

Công nghệ lắp ráp để tổng hợp các đoạn DNA lớn từ đầu là nền tảng của quá trình tổng hợp gen, bao gồm các phương pháp như BioBrick™, TAR, BglBrick, Golden Gate, lắp ráp Gibson, CPEC và PCR chồng chéo. Do những hạn chế của công nghệ hiện tại trong việc tổng hợp chính xác DNA có chiều dài gen trong một bước, nên cần kết hợp các kỹ thuật lắp ráp trong ống nghiệm và trong cơ thể sống để lắp ráp các đoạn oligonucleotide được tổng hợp thành các đoạn DNA dài.

Kỹ thuật lắp ráp trong ống nghiệm

Chúng được phân loại thành nhiều phương pháp khác nhau dựa trên kích thước đoạn và đặc điểm trình tự, với yêu cầu chung là sử dụng enzyme công cụ. PCR chồng chéo, dựa trên phương pháp DNA polymerase, đơn giản và nhanh chóng trong vận hành. Các phương pháp BioBrick và BglBrick, dựa trên isoschizomers, cho phép lắp ráp chuẩn hóa, mặc dù phương pháp BioBrick không phù hợp với protein hợp nhất. Phương pháp nhân bản Golden Gate, dựa trên enzyme hạn chế loại IIS, cho phép gắn liền hiệu quả nhiều đoạn. Phương pháp lắp ráp Gibson, sử dụng kết hợp nhiều enzyme công cụ, cho phép gắn liền liền mạch với kích thước đoạn lên tới vài trăm kb. Thiết kế chuẩn hóa các thành phần DNA giúp tăng cường tỷ lệ sử dụng các đoạn hiện có.

Kỹ thuật lắp ráp trong cơ thể sống

Mặc dù ống nghiệm các mảnh ghép được lắp ráp có thể đạt tới kích thước vài trăm kb, năng suất thường không đủ, đòi hỏi phải khuếch đại bằng các sinh vật như Escherichia coli. Trong quá trình lắp ráp các đoạn vượt quá 20 kb, các hệ thống tái tổ hợp trong các sinh vật thường được sử dụng, bao gồm Bacillus subtilis, nấm men và vi khuẩn được thiết kế. Nấm men, là vật chủ thường được sử dụng, đã được công nhận về khả năng tái tổ hợp tương đồng hiệu quả trong nhiều năm. Nó có thể được sử dụng để lắp ráp các nhiễm sắc thể nhân tạo có chiều dài lên đến vài megabase (Mb). Ngoài ra, Saccharomyces cerevisiae thể hiện khả năng chịu đựng đặc biệt đối với chiều dài nhiễm sắc thể, cung cấp cơ sở lý thuyết để sử dụng nấm men để xây dựng các nhiễm sắc thể siêu dài ở các sinh vật bậc cao.

Ứng dụng

Yaohai Bio-Pharma chủ yếu sử dụng hai phương pháp lắp ráp để tổng hợp gen: lắp ráp ligase và lắp ráp DNA polymerase. Phương pháp lắp ráp ligase kết nối các đoạn oligonucleotide chồng chéo và lai hóa 5' thành DNA sợi đôi bằng cách sử dụng DNA ligase. Phương pháp lắp ráp polymerase sử dụng DNA polymerase để kéo dài các đoạn oligonucleotide chồng chéo thông qua lai tạo, thu được hỗn hợp có độ dài khác nhau và cuối cùng khuếch đại các đoạn có độ dài đầy đủ được lắp ráp thành công bằng cách sử dụng các đoạn mồi. Yaohai có thể giúp khách hàng đáp ứng các yêu cầu cụ thể trong quá trình tổng hợp gen.

Chúng tôi cũng đang tích cực tìm kiếm các đối tác toàn cầu là tổ chức hoặc cá nhân. Chúng tôi cung cấp mức bồi thường cạnh tranh nhất trong ngành. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi: [email protected]