原标题：mMPS技术推动DNA合成迈向工业级

◎本报记者 罗云鹏

日前，华大生命科学研究院联合多家机构发布了一项自主研发的基于并行原理的DNA合成技术——mMPS技术。该技术以微芯片的创新范式，从源头颠覆了DNA合成技术，成功在合成通量、产量和质量方面实现了系统性突破，有望为基因组编写、疫苗快速开发与DNA数据存储等提供关键支撑。相关成果发表于国际期刊《自然·生物技术》。

攻克DNA合成质量与效率难题

在合成生物学领域，DNA合成技术一直被视为突破行业发展的关键瓶颈。传统高通量DNA合成技术，是在单一芯片表面合成数百万条DNA短片段。尽管这种技术能够一次性合成大量片段，但每条片段的产量极低，而且容易出现片段间交叉污染，严重影响后续长片段组装的成功率。由于传统技术无法同时满足高通量、长片段、低成本的需求，直接限制了复杂代谢途径研究、染色体工程、大规模突变库构建等前沿研究的深入开展。

与传统技术不同，mMPS技术采用了一种创新的合成路径：将一张芯片划分为一个个独立的、毫米级的微芯片，在每个微芯片上仅合成一条短链DNA，且芯片表面均带有专属识别码，可对DNA片段进行身份识别与分选，并可全程追踪该片段的合成过程。此外，该技术通过“识别—分选—合成—回收”的循环机制，赋予芯片可重复使用的能力，为可持续、低成本的DNA合成奠定了坚实基础。

简单来说，这些微芯片就像一个个带着专属工号的“工人”。在合成过程，智能扫描仪识别出工号之后，就能快速判断出每个“工人”应该去合成哪条特定短链DNA，随后通过传送带将不同“工人”精准送往对应的工作岗位，即反应柱，在那里合成一条DNA短链。合成工作结束后，这些“工人”还能被收集起来，再投入下一轮的工作。

通过这样的工作模式，mMPS技术在产量跃升、流程简化以及精准可控等方面实现了多重突破。

在产量跃升方面，单条DNA序列的产量提升幅度达4—6个数量级；在流程简化方面，组装基因的步骤从原来至少5步操作优化至仅需2步完成，而且无需额外添加扩增引物或酶切位点，避免错误累积；在精准可控方面，每条DNA片段都在各自的专属空间合成，避免了交叉污染，并且反应条件还可根据需求独立优化。

研究团队通过系统性实验验证了mMPS技术在基因组装、突变库构建等多场景下的卓越综合性能。研究成果充分证明了该技术在处理复杂序列、高GC含量区域和重复序列方面的独特优势，为蛋白质稳定性研究、疾病突变机制解析提供了可靠的技术支撑，将助力科研人员更深入地探索生命科学领域的关键问题，为疾病治疗、新药研发等领域的突破奠定基础。

在多个领域展现巨大应用潜力

目前，基于mMPS技术打造的标准化高通量合成平台在江苏省常州市孵化落地，并已在多个产业领域展现出巨大应用潜力。该技术有望推动DNA合成在多个领域引发系统性效率革命。

在创新药物研发领域，找到并优化关键药物靶点，是极其重要的一步。而这背后离不开高质量突变体库的构建。相较于传统方法需耗时数周完成突变体库构建，mMPS技术可将这一时间缩短至数天，大幅加速抗体发现与进程优化，让“救命药”更早来到患者面前。

在酶制剂、生物基材料、精细化学品等生物制造领域，菌株是决定工业化生产效率与产品性能的关键因素。mMPS技术支持快速酶定向进化，可将菌株改造周期从数月缩短至数周。研究表明，其单碱基合成成本比传统方法降低约70%，为大规模工业化应用铺平了道路。生物制造企业可借此构建专属酶库和代谢途径库。

值得一提的是，mMPS技术所具备的模块化、自动化特性，为生物铸造厂的兴起提供了技术基础。未来可能出现DNA合成新型平台，通过AI驱动设计、自动化合成、机器人测试的闭环，为行业提供从DNA序列设计到功能验证的一站式解决方案。

随着芯片可重复使用技术的成熟和合成工艺的进一步优化，mMPS技术将成为下一代工业级DNA合成工厂的核心引擎。

华大生命科学研究院合成生物学首席科学家沈玥说：“mMPS技术的问世，不仅仅是DNA合成领域的一项技术迭代，更是合成生物学从实验室探索走向工业化制造的关键转折点。未来，随着mMPS技术的推广应用，更多复杂生物系统的设计、构建与测试将成为可能，合成生物学有望在医药、能源、环保等领域迎来真正的产业化爆发。”

中国科学院院士元英进认为：“mMPS技术不仅展现了我国在合成生物学底层工具领域的创新能力，也为构建自主可控的生物技术体系奠定了重要基础，具有重大的学术价值与产业化前景。”（罗云鹏）

原标题：mMPS技术推动DNA合成迈向工业级 来源：科技日报