长度超300bp，准确率达90%！Camena Bioscience创新无TdT酶促DNA合成技术

近日，英国合成生物学初创公司Camena Bioscience（简称Camena）完成了1000万美元的A轮融资，准备扩大运营及进一步开发其独特且高度准确的酶促DNA合成平台gSynth™，以满足不断增长的市场需求。据悉，gSynth™可以产生长度超过300bp的DNA分子，准确率达90%。与现有合成方法相比，gSynth™提高了DNA合成质量和速度。

对于此次融资，Camena首席执行官兼联合创始人Steve Harvey表示：“我们很高兴完成了最新一轮融资，这进一步验证了Camena方法的价值。读、写和操作DNA的能力是合成生物学价值链的基础，但DNA合成的发展并没有跟上DNA测序和编辑能力的步伐。gSynth™平台正在彻底改变DNA合成市场。”

“Camena凭借绿色合成技术已经做好了服务这个新兴市场的准备。下一代DNA测序技术的发明改变了我们“读”DNA的能力。我们的目标是让客户能够同样自信、轻松地‘书写’DNA。”

Mercia投资经理Lee Lindley评论道：“合成基因市场正在迅速增长，但大部分需求来自于难以准确生产的复杂基因。Camena的技术改变了游戏规则，可以打开更大的全球市场。我们很高兴能够支持Camena的下一阶段发展。”

来源：Camena Bioscience官网

读、写和操作DNA的能力对于研究和设计生物学途径至关重要。DNA合成是以DNA为模板，合成新的、与亲代模板完全一样的DNA分子。传统的DNA合成存在成本、时间和准确度的问题，尤其是在构建较长或复杂的特定基因序列时，这些不足更为突出。Camena通过采用一种全新的酶技术来精确合成DNA，从而克服了这些限制。Harvey表示：“目前，我们还不能透露gSynth™相关技术细节，该技术基本上不含TdT酶混合物。”

这里所说的TdT是末端脱氧核苷酸转移酶的缩写。TdT是一种DNA聚合酶，是使用最广泛的DNA聚合酶之一。经过一些优化，TdT无需模板即可将单个核苷酸添加到单链DNA的3'端。利用这一特性，近年来，多家DNA合成公司一直在设计不同的TdT版本，以实现从头酶促DNA合成，替代传统的基于亚磷酰胺的合成方法，该方法通常涉及刺激性化学物质。

Camena成立于2016年。最初，Camena也采用了TdT，但意识到这种酶效果不是特别好。“试验显示，TdT或者混合了太多核苷酸，或者根本没有混合任何核苷酸。此外，TdT对结合天然核苷酸表现出‘强烈的偏好’，而不是修饰后的核苷酸库，与传统的化学合成方法相比，这导致了‘更多的错误’，”Harvey表示。

在放弃TdT方法后，Camena提出了gSynth™技术，这是一种新型酶促从头合成和基因组装方法。通过gSynth™，Camena可以生产多种长达6.5kb的合成基因，特别适合处理使用现有方法难以获得的复杂基因序列。 

为证明gSynth™合成长DNA分子的能力，Camena团队利用gSynth™成功组装了一个完整的质粒pUC19（2.7kb）的序列。pUC19是一种高拷贝质粒，可在细菌内有效复制。通过连续几轮gSynth™，最终产生了指数级长的双链DNA片段，全长达2.7kb。将gsynth™合成的pUC19-Camena质粒转化为DH5细菌细胞，并经过了验证。该研究展示了gSynth™在蛋白质生产和细菌工程等合成生物学应用中的实用性。

图：gSynth™成功组装质粒pUC19。来源：Camena Bioscience官网

此外，Camena团队将亚磷酸酰胺合成方法与gSynth™方法进行了基准测试。与现有的亚磷酰胺合成方法相比，gSynth™提供了更高的DNA合成准确性。gSynth™可以产生长度超过300bp的DNA分子，准确率高达90%，亚磷酰胺方法的准确率为30%左右。gSynth™在各种300bp范围内始终具有卓越的准确性，这对蛋白质工程至关重要。基于高准确率和生成复杂序列的能力，gSynth™将帮助研究人员开发新的合成生物学应用。

图：亚磷酸酰胺合成方法与gSynth™方法的基准测试，来源：Camena Bioscience官网

对于gSynth™的周转时间，Camena的目标是将基因合成时间缩短至现有供应商通常周转时间的三分之一，例如在10天内构建多kb的DNA。至于生产成本，该公司并未透露具体数字，但表示“并未受到每个DNA碱基价格的压力”。

Camena使用开创性的新技术生产长而复杂的合成基因，并在准确性方面取得了重大进展，为高基因消耗公司解决了规模和供应链安全问题。据悉，Camena的目标客户是基因的大型消费群体，例如制药和合成生物学公司，以及那些现有基因合成方法无法满足需求的客户。通过解锁复杂基因，研究人员可以开发新一代的药物和诊断方法，并将新应用推向市场。

参考资料：

1.Camena Bioscience close $10 Series A financing as demand for DNA synthesis technology increases

https://www.camenabio.com/blog/camena-bioscience-close-dollar10-series-a-financing-as-demand-for-dna-synthesis-technology-increases

2.https://www.camenabio.com/assets/media/puc19-camena-application-note-final-ds-sh2.pdf

3.https://www.camenabio.com/assets/media/2019-11-17-application-note-1.pdf

4.Camena Bioscience Eyes DNA Synthesis Market With 'TdT-Free' Enzymatic Technology

https://www.genomeweb.com/synthetic-biology/camena-bioscience-eyes-dna-synthesis-market-tdt-free-enzymatic-technology