DNA合成是生命科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料學(xué)及信息存儲等眾多領(lǐng)域的關(guān)鍵共性技術(shù)。當(dāng)前DNA合成主要依賴化學(xué)合成法，其合成長度及成本存在難以逾越的極限，無法滿足生物制造領(lǐng)域日益增長的需求。酶促DNA合成則在合成速度、長度、效率及成本等方面擁有化學(xué)合成無法比擬的潛力，成為DNA合成技術(shù)發(fā)展的前沿方向。

　　近日，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所江會鋒研究員帶領(lǐng)的新酶設(shè)計團(tuán)隊，在酶促DNA合成方面取得重大突破。研究團(tuán)隊首先通過生物信息數(shù)據(jù)庫的篩選與功能測試，獲得對天然核苷酸底物具有高效催化活性的全新非模板依賴性DNA合成酶;通過分子動力學(xué)模擬等手段，解析了該酶催化活性較已知同類酶大幅提升的分子機(jī)制;通過進(jìn)行蛋白質(zhì)工程設(shè)計與改造，使該酶對修飾核苷酸底物的催化效率提升了3個數(shù)量級。研究團(tuán)隊利用改造獲得的合成酶創(chuàng)建了二步循環(huán)酶促DNA合成技術(shù)，合成DNA的平均準(zhǔn)確率高達(dá)98.7%，與商業(yè)化的DNA化學(xué)合成法準(zhǔn)確率相當(dāng)，具有巨大的應(yīng)用前景。

　　該研究工作得到天津市合成生物技術(shù)創(chuàng)新能力提升行動、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等基金資助。研究成果已在國際著名催化領(lǐng)域權(quán)威期刊《ACS Catalysis》發(fā)表。中科院天津工業(yè)生物所與西北工業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生逯曉云為該論文第一作者，天津工業(yè)生物所博士生李金龍為共同第一作者，天津工業(yè)生物所江會鋒研究員、郭曉賢副研究員、程健副研究員為論文的共同通訊作者。