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新研究

2026年8月19日，清华大学生命学院魏迪明MADlab团队、农业科学院农业基因研究所/科学院圳技术研究院戴俊彪团队、香港理工大学/清华大学刘冬生团队与肥核信生物科技有限责任公司夏尼诺团队作，在《自然生物技术》(Nature Biotechnology)杂志发表题为“基于寡核苷酸分子自组装的通量DNA片段成”(High-throughput synthesis of DNA fragments by molecular self-assembly of overlapping oligonucleotides)的研究论文。在这个通量基因从头成技术平台MOSAIC中，分子自组装取代了传统的DNA聚酶延伸反应，革命地提升了基因从头成的能力，实现了系列传统法具挑战的DNA成任务，是DNA成技术域从追赶到引的个样本。

图1：MOSAIC流程图

a.单基因成基本流程。目标基因先被分割成多个互相部分重叠的多段寡核苷酸短链，这些短链成之后自组装，然后整入质粒骨架，进而转化的质粒在宿主细胞内修复及克隆，后成的基因通过桑格测序验证。b. MOSAIC多基因平行成。c. 通过MOSAIC成的突变体文库筛选增强型的荧光蛋白。

MOSAIC将DNA可编程自组装与宿主细胞修复机制耦，利用杂交反应的可逆和自纠错特，避了传统酶促法的不可逆错配。MOSAIC案在以下几个面比传统成案有明显优势：1)利用自纠错特与可调节的杂交温度，使得以往不可能从头成的序列得以轻松成，如GC序列、强二结构序列和重复序列；2)同样得益于自纠错带来的自分选机制，次平行成数以千计的基因得以实现，如此通量的平行成在传统案中根本是不可想象的；3)加重要的是，模块化的自组装使得容量达千万的突变文库构建变得度可控，从而大大提升蛋白筛选和进化的率和成功率。

论文的结果也显示，MOSAIC在提升DNA成率的同时也大大降低了成成本，重要的是，它大地降低了通量基因成和蛋白质进化的技术门槛。以文中的塑料降解酶改造为例：按照传统路径，个大型团队需要数年时间和数百万预，才能基于千万突变体文库完成轮进化筛选；而采用MOSAIC案，泡沫板橡塑板专用胶仅需两名研究人员，在不到三个月、花费不到十万元人民币的情况下，便轻松完成了同等量的任务。随着AI蛋白质设计浪潮的兴起，海量生成的生物学假设亟待实验验证，MOSAIC将赋能AI蛋白质设计、抗体药物开发、mRNA疫苗、个化疗及细胞基因疗等域，通"法设计—实验验证"的后公里。MADlab及作研究团队正进MOSAIC 2.0技术迭代，计划将基因成通量提升10至100倍，达到十万基因并行成能力，同时将成长度拓展100倍，实现100 KB别大基因簇的次直接成。

清华大学生命学院2019博士生吴智光、2021博士生孙正阳，科学院圳技术研究院姜双英研究员，清华大学生命学院2015博士生雅琪为论文的共同作者。清华大学生命科学学院/清华大学成与系统生物学中心/清华大学生命学院生命科学人工智能研究中心/绿生物制造全国实验室魏迪明教授，农业科学院农业基因组研究所/科学院圳技术研究院戴俊彪研究员，香港理工大学/清华大学刘冬生教授，肥核信生物科技有限责任公司夏尼诺博士担任共同通讯作者。圳华大生命科学研究院沈玥研究员及其团队亦作出重要贡献。清华大学生命学院颉伟教授，俞立教授和陈国强教授在项目过程中给出了诸多宝贵的建议。

非常值得提的是，本文作者吴智光已全职加入肥核信生物科技公司，产业团队努力使革命的技术完成产业落地，将基因成的降本增的福利传递给学界和业界千千万万的用户。 相关词条:玻璃棉毡     塑料挤出机     预应力钢绞线    铁皮保温    万能胶生产厂家

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