分子生物学在基因合成中的应用
基因合成的过程不仅仅是从原始的DNA分子进行复制克隆的过程，也可以通过体外人工合成的方法进行基因合成。实用化学方法进行人工基因合成不需要模板DNA链，使用自动合成仪合成寡核苷酸链，再将其连接起来形成基因片段。随着分子生物学技术的不断深入、发展，科研人员可以合成任何感兴趣的基因即使这个基因并不存在于自然界中。基因合成技术的发展，也让基因合成的周期更短、价格更低，已经成为了分子生物学实验中的一个重要技术。

分子生物学在蛋白表达中的应用
基因合成的目的是将基因片段插入到质粒载体中。再将这些重组质粒转入到细胞中，重组质粒能在细胞中进行表达。后续细胞表达出蛋白后，可以将其进行纯化获得高纯度的蛋白。可将表达出来的蛋白用于后续的实验应用之中，包括了解蛋白的结构、细胞的功能及活动规律，以及为疾病的诊断、治疗和新药开发提供科学基础。

凯发k8国际科技提供广泛的分子生物学服务，Syno^®1.0 和 Syno^®2.0平台可提供包括基因合成、PCR克隆、亚克隆、点突变、载体构建等相关服务。凯发k8国际科技也可提供微生物和酵母蛋白表达系统，保证高纯度的重组蛋白6周内交付成功。

基因组计划和分子生物学

分子生物学与计算机科学紧密联系。许多可量化工作的实施完成建立于生物信息学和计算生物学。随着人类基因组计划的成功实现，含约30亿碱基对的常染色质基因组被准确测序并呈现。作为分子生物学中的一个里程碑，该计划使人类基因组从生物学的模拟分析世界走进了计算机的数字世界。

2016年6约2日，基因组编写计划宣布启动。基因合成、基因编辑等多项分子生物学技术被应用于合成和研究许多源自微生物、植物甚至动物的基因组。基因组编写计划将推进生命科学、新生物疗法、营养学和材料学的研究和发展。

分子生物学新纪元

先进科学家从事数字化生物学工作时，诞生了一个新的视角，努力尝试从数字代码走向全新分子生物学阶段：设计与人工合成生命。

已经有研究表明，我们能够顺利地实现一个染色体从一个细胞到另一细胞的完整转移，并且该染色体还能成功激活。我们可以通过特定的酶来消化其他不需要的蛋白质等物质。细胞原有的特征将消失，一个全新的物种被创造。

资源短缺危机和人口的大量激增，驱使我们寻求可持续生产的有效的解决方法。如果我们能够创造出先进的生物学编码指令，我们将能更好地理解细胞生理学、发展新的分子药物、高效生产营养物质或者生产生物燃料。

事实上，人类编码基因的能力进步缓慢，但也确实在提升。人工合成DNA真的十分复杂。这是一个会“倒退”的过程——制造的片段越长，产生的错误将越多。因此，一个新的能够拼排小片段并且改正所有错误的有效方法被迫切需要。

凯发k8国际生物科技是合成生物学领域的佼佼者，拥有专利的集基因型、表现型和人工合成型为一体的先进GPS平台。我们能够提供包括基因合成、引物探针合成、基因测序、基因编辑、质粒DNA制备、PCR克隆、亚克隆、定点诱变和载体构建等多方位的合成生物学和分子生物学服务。

1. 分离出要克隆的目的基因及载体：

（1）直接分离，适于遗传背景了解比较清楚的细菌染色体、质粒及病毒DNA的提取分离。
（2）人工合成，序列明确的短DNA片段，可用DNA合成仪合成。
（3）由mRNA逆转录合成cDNA
（4）从基因组文库中筛选目的基因用于克隆
理想的质粒克隆载体： 能在宿主细胞中独立复制，并能携DNA片段一同扩增，具有多种常用的限制性内切酶的单酶切位点(MCS, multiple cloning sites)，可插入较大的外源DNA而不影响复制，易于导入受体细胞具有容易操作的检测表型。

2. 用限制性内切酶切割目的基因和载体，使其产生便于连接的末端。
3. 将切割后的目的基因和载体用DNA连接酶连接 。
4. 把连接好的重组载体转化入感受态细胞（细菌：E.coli，真菌：Yeast，昆虫细胞或哺乳动物细胞）。
5. 在不同层次上、不同水平上使用各种方法进行筛选，将带有重组载体的宿主菌从培养基中筛选出来。例如：载体大小，酶切结果，筛选标记等。

合成生物学在人类健康方面的应用

合成生物学技术在临床治疗方面的使用深有潜力：为筛选治病基因或者病态动物模型变体结构合成基因环路。如今，科学家们已经在哺乳动物细胞中合成了大量的基因环路，期望有助于治疗或这地预防许多的人类遗传学疾病。合成生物学还可以促进代谢紊乱的治疗。例如：Dean组合了一种合成的基因环路，能够在小鼠肝细胞中编码甘草酸酯分流通路，导致脂肪酸氧化的增加。

合成生物学在医药领域的应用

合成生物学有助于药物的筛选和发现，能够被应用于发现药物靶向位点。随着其快速发展，生物信息学的新工具可以用来分析潜在的药物靶体。计算机生物学和新技术能够快速从DNA序列数据库中识别真正编码蛋白质的序列，提供精准的编码或非编码序列的信息预言。

凯发k8国际生物科技是一家致力于合成生物学研究的DNA技术公司。我们能够以改善工业应用或生物学研究为目的，人工设计和改变生物学系统以及活体微生物中的基因。凯发k8国际科技拥有自主的专业合成生物学平台，可以为广大客户提供合成生物学研究的一体化的解决方案。

微生物发酵是最有效的生产生物能源的方式之一。在此过程中，葡萄糖是一种极其合算的原材料。设计、构建和优化微生物合成的过程被定义为代谢工程学。在设计代谢通路，尤其是当代谢工程不断发展壮大到更加先进的领域，诸如合成生物学，越来越多的基因调控需要纳入考虑范畴。合成生物学涵盖了系统化设计和新兴生物学组分形成，例如酶类、基因回路、代谢通路和细胞。

过去的十多年里，合成生物学发展迅速。大量高效实用的合成生物学工具被设计并应用于生物燃料领域。通过在酶促反应、代谢通路和染色体组水平的设计、控制和优化微生物的合成过程，新型生物燃料和高产量已有生物燃料已经可以实现。

凯发k8国际生物科技创建了首个完整的GPS平台，通过专利的Synotype平台，实现了基因型和表型之间快、精、简的翻译和逆翻译。我们为生物学学者构建的Synotype综合平台，致力于结合前沿的合成生物学技术和生物信息学工具，成为一个创新型生物平台。凯发k8国际能够胜任的领域包含了DNA工程、DNA合成、基因组合成、通路组合成、合成生物学、药物基因组学、微生物学、翻译生物学以及合成生物学应用等。

设计或者发现可用于农业或医学的新药物是合成生物学的应用之一。如今，我们已经知道了导致将近4000种疾病的分子，但是可供治疗的仅有250种。在合成生物学的指导下，解决这些疾病根本起因的新药物将会更加快速和有效的被发现。

药物发现涉及对小分子调控细胞或组织体内的生物学通路能力的筛选。这一过程有利于用进一步分析合成生物学，以及结构更复杂多样化的小分子。合成生物学应用工具有助于阐释疾病机理和靶向鉴定，为发现化疗分子提供了途径。成功改变宿主微生物体内的基因将导致DNA的重新编码，筛选出合适的密码子来确保序列的正确表达。除此以外，合成生物学可以为设计同类可获得药物提供技术支持，解决全球化的药物短缺。

合成生物学得到逐渐增多的关注和资源，将导致设计、构建和优化生物化学通路，以及为哺乳动物合成生物学应用设计高产量基因组工具的更好发展。合成生物学呈现出的种种机遇和挑战振奋人心，是一种潜力有待开发的财富，将引领我们进入革新的医药领域。

全人抗体是治疗性抗体的发展趋势，目前通常使用抗体组库的方法生产全人抗体。抗体库技术的发展使体外不经过免疫获得抗体成为可能。原理都是将抗体分子片段展示在某介质的表面，通过与固定的抗原经过多轮结合－洗脱－信号放大，获得特异性抗体片段。由于筛选基于竞争结合的机制，抗体库中拷贝数多的抗体会优先被筛选出来，不利于筛选出高亲和力、低拷贝数的抗体。将经过1~2轮筛选后的抗体库直接测序，就可以筛选出传统方法难以发现的高亲和力、低拷贝数抗体。

经典的抗体库都是通过噬菌体外壳蛋白Ⅲ和蛋白Ⅷ融合单链抗体(ScFv)的形式展示于噬菌体表面, 继而通过多轮的抗原淘选可获得完全人源的单链抗体(ScFv)。现在有一种改进的方法可以使ScFv的筛选完全在体外完成。该技术从ScFv基因文库开始, 在非细胞系统使基因转录, 基因中不插入终止子, 形成一个RNA-ribosome-ScFv 复合体, 以类似噬菌体库的筛选方式得到特异结合靶分子的复合物之后，分离RNA 进行PCR扩增 , 在扩增的同时还能引入突变,刺激亲和力成熟过程并获得包含更高亲和力的次级抗体库。

凯发k8国际科技提供抗体组库测序服务，结合高通量测序技术，全面评估免疫系统的多样性，从宏观与微观的角度观察与分析T细胞和B细胞，能够广泛的应用于疾病监控、抗体生产、疫苗研究和健康体检等领域中。

天然抗体库

天然抗体文库基于从非免疫器官或者健康人体中提取的B细胞。在20世纪90年代，一个典型的抗体文库被剑桥抗体技术团队（CAT）构建成功。在1996年，CAT在Nature Biotechnology上发表了一个库容量超过10E10的天然抗体文库。这个抗体库已经成功的用于制备单克隆抗体，在此之中，另一个成功的单抗就是用于治疗自身免疫性疾病的阿达木单抗。在2013年，阿达木单抗在全球的销售额达到106亿美元。

全合成抗体库

全合成抗体库是指用于构建抗体库的重链和轻链的可变区基因(Vh和Vl)都来源于体外合成，首先合成选定的具有代表性的抗体肧系基因作为模板，然后利用PCR的方法在CDRs区引入设计的突变，从而增加抗体库的多样性。这种文库的典型的代表是Morphosys AG公司合成的人类重组抗体文库（HuCAL）。HuCAL能够提供定制化的单克隆抗体。

半合成抗体文库

半合成抗体库是指在构建抗体库时，所使用的抗体基因有一部分是来源于合成的基因片段，而其它部分来源于天然的抗体基因。基因编码CDR主要是分离天然的来源，因此这也为抗体的多样性提供了可能。

组合抗体文库

组合抗体文库是将两种或者三种不同类型的抗体文库混合而成的抗体文库。组合抗体文库既保留了天然来源的高多样性优势，有能够工程化的优化人工合成方案。这种文库能够快速的生产抗体同时也可以分离稀有抗体，不仅仅用于抗体与抗原结合，也为深入探索细胞功能和癌症治疗方案提供了可能性的方案。

通过抗体文库技术获得单克隆抗体有着明显的优势：

1. 不仅省去了细胞融合的步骤也避免了杂交瘤不稳定而需要反复亚克隆的繁琐程序；
2. 扩大了筛选库容，用杂交瘤技术一般筛选能力在上千个克隆以内，而抗体库可筛选106以上个克隆；
3. 抗体文库技术直接得到的抗体基因便于构建各种基因工程抗体；
4. 抗体文库技术得到的抗体可在大肠杆菌中表达，利用原核表达系统的优势；
5. 可解决一些难于制备的抗体，如弱免疫原、毒性抗原的抗体，以及人源抗体的制备。

凯发k8国际科技提供专业的抗体组库技术测序服务。采用RACE技术和专业的PCR扩增体系可将抗体组库基因的扩增偏向性降低，同时具备多样化的NGS分析平台，可以为客户提供准确快速的抗体组库测序服务。

PCR克隆引物设计流程：

1. 获取PCR扩增片段序列：第一种情况根据已知片段进行扩增，需要通过NCBI查找基因序列设计PCR扩增引物；另外一种情况是扩增未知基因片段，则需要查找相关物种的保守序列，根据保守序列的DNA或者RNA为模板设计引物。
2. PCR克隆引物设计:引物设计可以通过引物设计软件或者在线工具来完成。例如Primer premier 5.0引物设计软件功能强且使用方便，可以对引物的特异性进行比对并进行综合评价，是引物设计最常用的软件之一。
3. PCR扩增试验验证：引物合成完成之后可进行PCR扩增，根据凝胶电泳扩增产物长度预判PCR克隆引物的正确性。

PCR克隆引物设计注意事项：

1. 引物长度基本保持在18-24bp之间。如果引物序列长度过短，那么可能扩增特异性较低，影响PCR克隆扩增速率；如果引物长度过长，不仅无法提高引物特异性，反而会因为过长的序列造成错配，降低PCR克隆扩增速率。
2. 引物中的GC含量会影响到PCR克隆过程中寡核苷酸的解链温度，即Tm值。Tm值55-80℃为宜，上下游引物间退火温度差异在10℃之内为宜。所以，通常引物中GC含量在40%-60%之间，上下游引物间的GC含量差异在20%之内，可以提高引物的特异性。
3. 避免引物序列中出现重复结构域或与模板序列有较高的相似度。如果出现这种情况，在PCR克隆的过程中可能会造成错配现象的出现，影响PCR扩增的准确性。
4. 避免扩增引物的单链在PCR克隆过程中形成二级结构，抑制PCR扩增过程。

凯发k8国际科技提供包括PCR克隆引物设计PCR克隆一站式服务。凯发k8国际科技的Syno^®2.0基因合成平台利用专利的克隆技术可以不依赖载体酶切位点，帮助客户将目的基因克隆在所需载体的任意指定位点，满足客户各种克隆设计方案。