DNA合成：生物制造“造万物”的第一道关

【导语】生物制造瓶颈不在政策，在上游关键核心技术突破。在聊完、、、和之后，我们把镜头对准DNA合成。它是合成生物学核心技术，也是新一代生物制造产业链的最前端。

图：DNA合成技术发展历程

（来源/《DNA存储蓝皮书》）

DNA合成的原理不复杂：用化学或生物手段，将A/T/C/G四种脱氧核苷酸单体按设计序列精准拼接（本文所述如无特别说明，均指单链寡核苷酸合成）。

目前主流路线分两支：化学法与生物法。以下从技术路线和代表企业两个维度，拆解现状与趋势。

一化学合成：柱式与芯片两条路线并行

当前工业化寡核苷酸合成的主流，依然是固相亚磷酰胺三酯法。

商用落地上分出两条技术路线：芯片合成与固相柱式合成。

芯片合成，核心卖点是并行通量——在芯片表面一次合成数万到数百万条不同序列，主打多样性，适用于CRISPR功能筛选、NGS靶向捕获探针、抗体药物筛选等场景。

代表企业Twist Bioscience率先实现高通量DNA合成自动化和商业化，应用于AI蛋白设计和DNA存储，通量达百万级，成本0.07美元/碱基。

华大新一产的mMPS技术将单条DNA产量从fmol级提升至pmol~nmol级，2024年称将单碱基合成成本降低约70%，当前应用于高通量筛选、DNA存储等。

迪赢生物基于3D喷墨打印超高通量原位合成平台，实现了国内该领域的突破。

柱式固相合成，单条产量达pmol至μmol级，每条均可独立质谱验证，适用于PCR引物、qPCR探针、NGS接头及GMP级原料生产。

代表企业IDT成立于1987年，2018年被丹纳赫收购，2026年与药企合作CGT。

生工生物覆盖常规至长片段（200kb）及环状单链，2023年完成20亿元的战略融资。

擎科生物聚焦生产设备及CXO，2026年7月递交IPO招股书，2025年营收约6.33亿元，净利润超6700万元，获得合成仪出口认证，被美国列入实体清单。

图：DNA化学合成的两种技术路线比较

（来源/基因慧）

当前阶段，两条路线互补。芯片合成输出候选序列池，适用于序列未知、需大规模筛选的场景；柱式合成承接验证与放大生产，适用于序列已确定、需稳定量产的场景。

对于DNA合成项目的评估，除了通量和成本，还需区分是"研究型筛选工具"还是"生产原料工具"。

化学法受反应效率限制，产物长度通常不超过200个核苷酸，且产生有害化学废液。这催生了酶促合成路线。

二酶促合成：长片段DNA的新路径

酶促合成在水相中进行，合成长度更长，目前在早期。

三条路线如下。

一是TdT酶介导的路线，通过化学修饰的核苷酸底物，使TdT末端转移酶每次只能延伸一个碱基，代表企业包括Molecular Assemblies和DNA Script。

二是TdT-dNTP交联体介导的可逆终止合成法，无需对酶和核苷酸单体进行预先改造，将TdT酶与核苷酸偶联，在保证酶活性的同时实现碱基单体的保护与可逆终止。

Ansa Biotechnologies于2025年完成B轮融资，2026年4月在SynBioBeta大会上展示商业化50 kb克隆DNA产品，起价0.13美元/bp。

三是混合酶介导的路线，由英国公司Camena Bioscience提出，其gSynth平台利用特定酶组合在三核苷酸异构体中实现无模板DNA合成，2026年7月任命新CEO以推进AI驱动抗体发现平台的商业化。

国内代表企业主要是中合基因，由中科院天津共生所的技术转化而来，于2025年发布酶促法DNA合成仪TIESyno-96系统（96通道、130 nt），正在开发Kb级基因合成仪。

其他公开的酶促合成企业极少，例如2023年完成天使轮的上海酶有科技有限公司。

酶促合成整体仍处于商业化早期，其在长度、准确性和环保方面的优势已获验证，但大规模量产稳定性仍需时间。

三市场机遇与风险提示

全球DNA合成市场正处于快速增长期，2025年市场规模约为55亿美元。复合增长率预计超过15%。

产业稳定增长：Twist Bioscience 2026财年第三季度收入1.184亿美元，同比增长23%，全年营收指引上调至4.56~4.57亿美元。金斯瑞2025年持续经营业务收入约9.60亿美元（同比增长61%），经调整净利润约2.30亿美元（同比增长285%）。

前沿技术也持续突破：斯坦福大学团队在细菌抗噬菌体防御系统中发现，逆转录酶可在无核酸模板的情况下仅凭蛋白质活性中心的三维结构合成DNA，冷冻电镜以2.6埃分辨率揭示了相关复合物结构。这是蛋白质首次被证实可作为核酸合成模板，拓展了聚合酶的功能边界（Deng, P. et al., Science, 2026.）。

JURA Bio与哈佛团队将AI大模型嵌入DNA合成化学，单次实验产出约10^17条独特序列，成本从传统方法的约10^15美元降至约1000美元，已在T细胞受体设计中验证，实现AI序列设计与DNA合成的耦合（Weinstein et al.，Nature Biotech., 2026）。

针对人类基因组合成中面临的高重复序列精准组装难、超大片段DNA跨物种转移效率低等瓶颈，天津大学元英进院士团队建立了技术体系SynNICE，实现了兆碱基规模人类DNA的从头组装、跨物种递送及功能重塑（Yue Liu et al., Nature Methods, 2025）。

两个风险提示值得关注。

MIT团队发现将受管制DNA序列拆分为非管制短片段后重新组装，可绕过现有DNA合成筛选机制，提出应将DNA片段列为选择剂进行监管（Edison, R. et al., Nature Commu. 2026）。

DNA合成企业Evonetix因芯片工艺复杂、量产延迟，现金耗尽后停止运营。技术路线选择、商业化节奏和现金流管理对合成生物学工具企业至关重要。

结语

正如人工智能大会上，讲台上科研讨论如火如荼，展区的机器人在翻跟头、夸观众漂亮，但在产业链的核心环节——上游真正自主的大模型、中游真正通用的实用型工具仍未走出PPT，这决定了估值回归的幅度以及新头部崛起的空间。

对应的，生物制造热潮中，顶刊文章、智能化和大牌合作构成资本叙事，除了生物基材料及医美原料，在产业链的核心环节——上游自主知识产权的关键技术、中游量产普惠产品进展不如融资快，这决定着企业和行业能走多远。

（注：本文的详细版本已收录到《基因行业蓝皮书（2025-2026）》，将于Q4发布。后续将探讨底盘细胞、虚拟细胞、AI与生物制造系列，欢迎关注"基因慧"生物制造行研及《2027合成生物制造行业蓝皮书》）

（本文首发于基因慧旗下品牌“亮观生物”）

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