DNA合成是合成生物学、合成基因组学和生物制造等领域的重要基础技术。随着研究对象从单个基因扩展到多基因模块、代谢通路乃至更大尺度的功能DNA构件，如何高效、准确、规模化合成长片段DNA，已成为制约相关技术发展的关键问题。

目前，长片段DNA合成流程通常包括寡核苷酸合成、片段组装和序列纠错等环节。然而，这些环节在实际应用中多相互分离、独立优化，缺乏面向全流程的协同设计。前端合成过程中产生的碱基替换、插入或缺失等错误，容易在后续组装和扩增过程中被传递并累积，降低长片段DNA合成的准确性和效率。与此同时，现有自动化平台多集中于单一环节，尚难实现合成、组装与纠错之间的连续衔接。

针对上述问题，青岛能源所单细胞中心张佳副研究员团队，联合中国科学院深圳先进技术研究院姜双英研究员、中合基因逯晓云副总经理，系统梳理了长片段DNA合成、片段组装和错误校正技术的发展现状，提出应从传统“分段式”DNA合成模式，转向“合成-组装-纠错”一体化的高保真长片段DNA合成流程。文章指出，高保真长片段DNA一体化合成的关键并非简单叠加已有设备或技术模块，而是要理解并统筹合成、组装与纠错之间的内在耦合关系，并将“错误控制”作为贯穿全流程的核心设计变量。

高保真、一体化长片段DNA合成驱动的合成生物学“设计-构建-筛选-学习（DBTL）”高效闭环迭代

该综述强调，纠错并非长片段DNA合成后的“收尾工序”，而应前置并嵌入合成与组装流程之中，成为决定构建成败的关键环节。基于对不同纠错策略的系统比较，作者认为，基于MutS蛋白的错配识别与去除策略具有较好的流程兼容性，有望作为自动化DNA合成流程中的重要质量控制模块。

文章进一步分析认为，新兴的酶促DNA合成技术为一体化高保真长片段DNA合成提供了新的技术基础。与传统化学合成法相比，酶促DNA合成通常在温和的水相体系中进行，与后续的酶促组装和MutS介导的纠错环节具有更高的反应条件兼容性。这一特性使酶促合成不仅是一条新的寡核苷酸生产路线，更可能成为整合合成、组装与纠错的组织性平台，从而推动长片段DNA合成从割裂的独立步骤，转变为连续、自动化、可实时质控的高保真流程，将以往“步步检测”的繁琐模式，升级为“一次造对、终端验证”的高效新范式。

在此基础上，作者提出了面向高保真长片段DNA构建的端到端一体化流程构想：从可制造性导向的序列设计，到酶促寡核苷酸合成、初步组装、MutS错配去除、层级片段组装，再到终端质控与反馈优化，各环节作为相互依存的控制节点协同运行，并通过决策节点实现流程的动态调控。

围绕这一理念，单细胞中心搭建出“高保真合成—单细胞筛选—反馈优化”的完整技术闭环。 在“构建”环节，一体化“合成—组装—纠错”流程可高效、精准地合成高质量基因元件；在“筛选”环节，中心自研的单细胞拉曼表型识别与功能细胞筛选技术，能够在无损、无标记的条件下，从海量细胞中快速锁定性能最优的个体；筛选结果可及时反馈至“学习”和“设计”前端，进而加速合成生物学“设计-构建-筛选-学习（DBTL）”循环的迭代优化。未来，该技术体系有望在基因组重新设计、DNA数据存储、前沿生物制造等领域发挥重要作用。

相关综述发表在国际权威期刊Biotechnology Advances。青岛能源所联合培养博士生王晓航为论文第一作者，张佳、姜双英、逯晓云为共同通讯作者。本研究获得国家重点研发计划青年科学家项目、广东省特支计划科技创新青年拔尖人才项目等资助。（文/张佳 图/刘阳）

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2026.108941

Xiaohang Wang, Xinran Zhang, Wenfei Yu, Wenshuang Liu, Jian Xu, Shuangying Jiang*, Xiaoyun Lu*, Jia Zhang*. From fragmented workflows to integrated pipelines: Bridging enzymatic DNA synthesis, assembly, and MutS-based error correction. Biotechnology Advances, 2026, 91: 108941.