近日，青岛能源所单细胞中心张佳副研究员牵头申报的“大片段DNA的体外酶法合成与组装技术开发及设备研制”项目，获得国家重点研发计划青年科学家项目“合成生物学”重点专项资助，这是研究所第二次成功获批该类项目。

　　合成生物学近些年来呈爆发式发展，在各个领域具有广泛的应用前景。作为合成生物学关键底层技术，DNA合成技术的发展将推动整个行业的进步。目前，利用化学合成法进行大片段DNA合成，仍存在效率低、成本高、不易一体化等瓶颈性问题。虽然生物酶法有望取得突破，但是酶法DNA合成产业发展仍处于技术验证和探索阶段，全球范围内还未实现大规模商业化应用。因此，亟需高效率、高保真、一体化酶促大片段DNA（几百bp~10Kb）合成技术及其产业化设备。

　　针对“合成生物学”重点专项申报指南，青岛能源所、天津工生所、天津中合基因科技有限公司联合展开研究，重点围绕“大片段DNA的体外酶法合成与组装技术”总目标展开探索，并致力于新型DNA合成相关酶的挖掘表征和机制解析，开发生物酶促DNA合成技术，开发高效率DNA纠错系统，构建百Kb级大片段DNA组装技术，并实现高效率、高保真的一站式10Kb级大片段DNA生物酶法合成与组装。为了实现这一目标，团队将建立多种DNA合成相关酶的数据库，开发自动化理性设计工具，创新设计新型人工酶，研制新型末端脱氧核酸转移酶和纠错酶，并利用材料学、化学和物理学原理开发非模板依赖的生物酶法Kb级基因合成技术及设备。最终，将研制世界首台基于酶法的自动化、一体化10Kb级基因合成仪。

　　值得注意的是，青岛能源所单细胞中心目前正在筹建微生物组探测科学设施（简称“探微工程”，MEx）。MEx将基于原创的单细胞分析仪器系列，针对微生物组检测、挖掘和利用中的共性装备和技术瓶颈，建设单细胞精度、高通量、智能化、全自动的拉曼成像、分选、测序、培养和菌群理性组装的科学设施，进而建立首个微生物组“单细胞代谢表型组-基因组-转录组”大数据引擎与人工智能体系。该项目可以完成大片段DNA的合成和细胞工厂的构建，MEx技术实现后端细胞表型的高通量、高精准筛选，两种技术相互融合，将首次实现最简合成生物技术闭环，为合成生物学提供支撑。

　　国家重点研发计划青年科学家项目，旨在培养一批具有科学家潜质的青年科研人员，面向国家重大需求，开展关键科学问题及技术攻关，加快培养一批在国际前沿领域具有较大影响力的青年领军人才。（文/刘阳）