成为造物主：如何利用合成生物学的神力( 二 ) 陈闷雷|作者李拓|编辑果壳硬科

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基因组编辑技术，是指对目标基因进行编辑或修饰，能够定向修改基因组的重要工具。由于合成生物学对于DNA等遗传物质的合成、组装和编辑等操作均有关键需求，因此强大的基因编辑技术也是合成生物行业整体发展的重要前提。
基因编辑技术分为三代，分别为ZFN、TALEN和CRISPR/Cas9 。前两代技术采用的是蛋白质—DNA的识别模式，导致切割位点有较高的特异性，无法随心所欲的选择切割位点，且分别存在构建难度大和易于脱靶，或是操作繁琐的缺陷。
CRISPR/Cas9：CRISPR全称为规律成簇的间隔短回文重复（ClusteredRegularlyInterspacedShortPalindromicRepeats），是原核生物基因组内的一段重复序列，大多数细菌及古细菌中的一种获得性免疫方式。 Cas9则指的是一种CRISPR相关蛋白（即Cas），充当“分子剪刀” ，在引导RNA指定的位置切割DNA 。 2020年的诺贝尔化学奖正是颁给了贡献这一发现的科学家。

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相较于前辈， CRISPR/Cas9采用的是RNA-DNA的识别模式，切割位点的选择上更为广泛，且操作简便，周期短，成本低，调控方式多样化。凭借这些优势， CRISPR/Cas9已经成为应用最为广泛的基因组编辑工具。

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大规模基因组DNA设计和合成的相关技术，是改造细胞或创造人工生命的基础。早期的柱式合成不但成本高，通量也比较低，尚不能支撑合成生物产业的快速发展。但之后的芯片合成技术和超高通量芯片合成技术，已经能够实现在节省试剂的同时，进行大规模高通量合成，显著提升基因合成效率，且成本仅有旧式柱式合成技术的万分之一到百分之一，只是仍有合成工艺要求严格，会产生污染性有机化学废弃物等缺陷[6] 。而最新一代的酶促合成技术则兼具作用条件温和，合成准确性高，副产物少等优点，颇具潜力但相比较之下仍处早期阶段，不够成熟。

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高通量：指一次可检测多个样本或对同一样本进行多种检测的技术。
引物：是指在核苷酸聚合作用起始时，一种具有特定核苷酸序列并能刺激合成的大分子，与反应物以氢键形式连接，这样的分子称为引物。体外人工设计的引物被广泛用于聚合酶链反应、测序和探针合成等。
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由于合成生物学覆盖行业广泛，产业链公司也表现出了高度多样化的特征，总体可分为平台型与产品型两大类。平台型公司更注重对菌株的改造，致力于模块化与通用化；产品型公司则主要关注发酵以及后续环节，旨在实现规模化生产，以及解决后续的销售渠道，确立商业模式等更具体的落地问题。

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不同类型的合成生物公司范例图源丨果壳硬科技[7]
这两类公司并无优劣之分。从产业角度讲，平台型公司主要提供主要技术支持，而产品型公司则推出产品并解决关键的商业化问题；从投资角度看，具备规模生产能力的产品型企业商业化能力更强，中短期内的确定性更高；而平台型公司则关乎整个行业的长期发展能力，需要有足够强的研发能力持续满足不断迭代的产品需求，具备此种特质的企业从中长期的视角看，更具成长性。
值得一提的是，这两类公司也没有绝对界限，可以相互转化。平台型公司同样可以凭借自有技术开发相应产品；产品型公司也可向上回溯，开发技术平台。例如知名的合成生物Amyris和Zymergen都是平台公司，但也推出产品（关于这两家公司的故事将在下文讲述）。
【成为造物主：如何利用合成生物学的神力】合成生物学应用领域