1.4.1　DNA合成

DNA合成（DNA synthesis）技術(shù)是指按照預(yù)定的核苷酸序列，將脫氧核苷酸逐個(gè)進(jìn)行人工鏈接合成DNA的方法，使人們可以從信息和原始化學(xué)物質(zhì)出發(fā)，在不依賴DNA模板的情況下直接構(gòu)建遺傳物質(zhì)。高通量、快速、低成本的DNA合成是合成生物學(xué)領(lǐng)域的核心技術(shù)。

DNA合成一般采用固相亞磷酰胺三酯法，這種方法具有高效、快速偶聯(lián)等優(yōu)點(diǎn)，已在DNA化學(xué)合成中得到廣泛應(yīng)用。其反應(yīng)過程主要是單個(gè)堿基經(jīng)過保護(hù)基（deblocking）、活化（activation）、連接（coupling）、封閉（capping）和氧化（oxidation）5個(gè)步驟連接到位于固相載體的DNA片段上，重復(fù)上述步驟可獲得DNA粗片段，對(duì)粗片段再進(jìn)行切割、脫保護(hù)基、純化，即可得到目標(biāo)DNA片段。合成的DNA片段構(gòu)建到質(zhì)粒中，并轉(zhuǎn)入細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制。

除此之外，DNA合成的方法還有柱式合成和酶促合成。柱式合成方法具有可合成任意序列、準(zhǔn)確性高等優(yōu)勢(shì)，但其通量較低，無法滿足未來DNA合成需求；酶促合成方法具有低成本、高保真、高效率等優(yōu)勢(shì)，但相關(guān)技術(shù)尚未成熟，其發(fā)展存在一定的不確定性。

近年來，DNA微陣列原位化學(xué)合成法得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。這種方法是在固相亞磷酰胺三酯法的基礎(chǔ)上，整合分子生物學(xué)、微電子學(xué)、光電化學(xué)等學(xué)科的相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)DNA序列的并行高通量合成。DNA合成技術(shù)使研究人員可以在缺少DNA模板的情況下“從頭開始”設(shè)計(jì)與合成DNA分子，進(jìn)而在不同維度上實(shí)現(xiàn)基因元件、基因線路、信號(hào)通路及復(fù)雜生命體的設(shè)計(jì)與構(gòu)造。