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进展丨杏泽资本伙伴企业中合基因联合中国科学院天津工业生物技术研究所在TOP期刊发表最新研究成果

杏泽资本

2024/07/25

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中合基因

ADE-OPI-MS 寡核苷酸

高通量分析方法

酶促DNA生物合成技术被誉为第三代DNA合成技术，是DNA合成的未来。TdT酶的催化效率是影响酶促DNA生物合成效率的关键问题之一。然而，目前针对TdT酶催化效果的筛选评价还没有很好的工具方法，阻碍了TdT酶活性的提升及酶促DNA合成技术的发展。

近日，由天津中合基因科技有限公司与中国科学院天津工业生物技术研究所江会锋研究员团队合作的科研项目取得重大进展，成功研发出一种基于声波滴液喷射-开放式接口-质谱(ADE-OPI-MS)的寡核苷酸高通量分析方法，该方法能够根据寡核苷酸的含量快速、准确地评估TdT酶的活性，为TdT酶活性评估手段带来了革命性的改变，助力酶促DNA生物合成技术快速迭代升级！相关成果发表在分析化学领域国际知名期刊《Analytical Chemistry》（JCRQ1）。

技术开发历程

图1 ADE-OPI-MS技术模式图

传统的TdT酶促反应筛选通常使用凝胶分析法，通过电泳进行检测分析，100分钟仅可检测数十个样品，存在通量低、检测慢、分析不准确的痛点问题。ADE-OPI-MS技术在高通量样品分析领域有着广泛应用，因其通量高至成百上千、单样品分析时间短至几秒被应用于小分子药物、代谢物高通量筛选等方面。研发团队认为，这些特性恰好可以应用于寡核苷酸的筛选分析，而其通量优势、质谱的高分辨率可大大提升TdT酶促反应的筛选效率。

图2 ADE-OPI-MS方法的优化

然而，将该技术应用于TdT酶促反应筛选仍然面临寡核苷酸多电荷、加和离子多等质谱行为复杂从而导致灵敏度低下挑战，最终研究团队通过反复试验，对寡核苷酸MRM离子参数以及TdT基质效应等条件进行优化，实现3秒完成一个样本的检测，一次性检测384个反应样品，大幅超越了传统凝胶分析法，单个样品分析效率提升了约60倍。在实际应用过程中，研发团队仅用2天时间，就完成了上万个TdT突变体的检测筛选，而同样的工作，使用传统方法则需要两周，这充分体现了该方法的高效性、先进性和实用性。

图3 TdT突变体的高通量筛选

后续进展

中合基因与江会锋研究员团队的紧密合作，让ADE-OPI-MS技术在高通量寡核苷酸分析中大放异彩，大大加速了TdT酶的定向进化，使酶促DNA生物合成技术在合成长度、效率、稳定性等方面得到了里程碑式的提升（近期报道，敬请关注），为后续基于酶促合成技术的装备及试剂盒开发铺平了道路。

作者简介

本文一作为江会锋研究员团队研究生胡玲玲、中国科学院天津工业生物技术研究所系统生物学中心张志丹老师、中合基因李从雨；江会锋研究员为论文通讯作者。

《Analytical Chemistry》

《Analytical Chemistry》，1947年创刊，隶属于美国化学学会（American Chemical Society），是国际公认的分析化学领域老牌权威学术期刊，该期刊致力于发表分析化学各支学科具有新颖性及原创性的学术论文。

参考文献：《High-Throughput Screening for Oligonucleotide Detection by ADE-OPI-MS》

关于中合基因

中合基因于2022年成立，是以第三代生物酶促基因合成技术为核心，专注开展相关装备开发、生产、销售的企业。公司以“酶促DNA合成技术”为基础，现已成功研制第一代Oligo生物合成仪原理样机、国内首台自动化“Kb级基因拼接仪”工作样机，布局开发桌面式一体化Kb级基因合成仪，相关技术已获多项知识产权认证及申请受理。致力于成为合成生物学底层核心装备的开创者、全球领先的长链基因生物合成仪供应商。