来源:中国科学院天津工业生物技术研究所 发布时间:2022/2/23 11:42:22
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天津工业生物所在酶促DNA合成方面取得重大突破

 

DNA合成是生命科学、生物医学、材料学及信息存储等众多领域的关键共性技术。当前DNA合成主要依赖化学合成法,其合成长度及成本存在难以逾越的极限,无法满足生物制造领域日益增长的需求。酶促DNA合成则在合成速度、长度、效率及成本等方面拥有化学合成无法比拟的潜力,成为DNA合成技术发展的前沿方向。

近日,中国科学院天津工业生物技术研究所江会锋研究员带领的新酶设计团队,在酶促DNA合成方面取得重大突破。研究团队首先通过生物信息数据库的筛选与功能测试,获得对天然核苷酸底物具有高效催化活性的全新非模板依赖性DNA合成酶;通过分子动力学模拟等手段,解析了该酶催化活性较已知同类酶大幅提升的分子机制;通过进行蛋白质工程设计与改造,使该酶对修饰核苷酸底物的催化效率提升了3个数量级。研究团队利用改造获得的合成酶创建了二步循环酶促DNA合成技术,合成DNA的平均准确率高达98.7%,与商业化的DNA化学合成法准确率相当,具有巨大的应用前景。

该研究工作得到天津市合成生物技术创新能力提升行动、国家重点研发计划、国家自然科学基金等基金资助。研究成果已在国际著名催化领域权威期刊《ACS Catalysis》发表。科院天津工业生物所与西北工业大学联合培养博士生逯晓云为该论文第一作者,天津工业生物所博士生李金龙为共同第一作者,天津工业生物所江会锋研究员、郭晓贤副研究员、程健副研究员为论文的共同通讯作者。

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