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周四,三月23,2023

科学家发明了生产合成 DNA 的新方法

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Alexander Sandahl 博士与 Kurt Gothelf 教授、Troels Skrydstrup 教授和小组中的一些学生一起开发了一种高效自动化生产 DNA 合成成分的方法。 学分:彩盒

化学合成短 的DNA 序列是极其重要的成分,在研究实验室、医院和工业中具有无数用途,例如在鉴定方法中 Covid-19. 亚磷酰胺是生产 DNA 序列的必要组成部分,但它们不稳定,而且会很快断裂。 Alexander Sandahl 博士(Kurt Gothelf 教授的小组)与 Troels Skrydstrup 教授小组的一名研究人员合作,开发了一种新的专利方法,可以在使用前立即快速有效地制造不稳定的构件,从而简化 DNA 生产。

产生的 DNA 序列也称为寡核苷酸。 这些被广泛用于疾病识别、寡核苷酸药物的制造以及其他几种医学和生物技术应用。 

因此,对寡核苷酸的高需求需要一种有效的自动化方法来进行化学生产。 这个过程依赖于亚磷酰胺,这是一种化合物,其缺点是不稳定,除非储存在理想的 -20 度 摄氏.

用于 DNA 合成的仪器无法冷却亚磷酰胺,因此其中一些在添加到仪器后不可避免地会降解。 

在基于流动的设置中合成亚磷酰胺的策略示意图。 图片来源:Nature Commun 12,Artikel nr。 2760 (2021)

避免重要成分的不必要降解

Kurt Gothelf 教授和 Troels Skrydstrup 教授各自领导着一个有机化学研究小组,他们共同开发了一种相对简单但有效的技术,可以将亚磷酰胺的生产自动化并直接集成到 DNA 合成仪器中。

这既避免了这些通常需要长达 12 小时的手动合成,也避免了储存不稳定的亚磷酰胺的问题。 Gothelf 的团队以其在自动化 DNA 合成方面的专业知识做出了贡献,Skrydstrup 的团队以其在连续流动的液体中发生的化学反应(流动化学)的专业知识做出了贡献。

“这是一次非常有益的合作,这正是 iNANO 的核心价值观之一,”Kurt Gothelf 说,他补充道,“我还想将这个项目的成功归功于 Alexander Sandahl,因为他建立了合作关系,并开发并实现了该项目的大部分想法。” 

结果刚刚发表在《自然通讯》杂志上。 

在生产亚磷酰胺的方法中,核苷(起始材料)通过固体材料(树脂)冲洗,这可能会完全集成到 DNA 合成仪器中的自动化过程中。 该树脂确保核苷被快速磷酸化,从而在几分钟内将核苷转化为亚磷酰胺。 从树脂中,亚磷酰胺会自动冲洗到负责 DNA 合成的仪器部分。

这避免了亚磷酰胺的降解,因为它们是在即将使用(按需)之前以更快、更有效的基于流动的方式首先生产的,这种方式可能由非化学家自动化和操作。

参考文献:Alexander F. Sandahl、Thuy JD Nguyen、Rikke A. Hansen、Martin B. Johansen、Troels Skrydstrup 和 Kurt V. Gothelf 的“按需合成亚磷酰胺”,12 年 2021 月 XNUMX 日, 自然通讯.
DOI:10.1038 / s41467 021 22945-Z

该研究得到了灵北基金会、诺和诺德基金会 (CEMBID)、丹麦独立研究基金和丹麦国家研究基金会 (CDIAC) 的资助。

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