基因合成正在迅速改变生物医学研究，已在生物医药、新材料、诊断、能源和数据储存等领域展现越来越广泛的应用潜力。
之前介绍了单链Oligo的化学合成和酶促合成，以及双链DNA的拼接组装技术。在这里一起来了解2020年排名前5位的基因合成公司有哪些，更重要的是了解基因合成市场现状，以利用这项技术促进各产业发展。 什么是基因合成？
基因合成服务正迅速成为现代生物学研究工作流程的重要组成部分。基因合成或DNA合成是长的双链DNA片段的产物。基因合成不同于PCR或克隆，因为该过程源于Oligo（寡核苷酸）的化学合成，促使产生生物体内天然不存在的DNA分子。 基因合成并不新鲜。第一个基因是在1970年合成的，目的是解密遗传密码。但是，自2000年初以来，这项技术就已开始提供服务。Blue Heron和DNA2.0（现为ATUM）是最早提供商业基因合成服务的公司之一。如今，基因合成已用于制造在计算机中设计的质粒，优化基因表达以及许多其他应用。 自此以来，出现了无数的基因合成公司。尽管任何分子生物学家都可以从寡核苷酸合成基因，但是商业服务的周转时间更短，并且比任何内部解决方案更具成本效益。 
现在有太多提供DNA合成服务的公司，以至于很难找到合适的合作伙伴。这是GenoFAB在2020年排名前五的基因合成公司的列表。 IDT在分子生物学界是一个备受尊敬的名称。他们于1987年在爱荷华州Coralville成立。他们最初专门从事寡核苷酸的合成。它们现在在寡核苷酸合成市场上占据主导地位。许多分子生物学家从IDT订购用于PCR和Sanger测序的引物。
对基因合成服务的需求不断增长，为他们提供了利用寡核苷酸合成核心专业知识的增长机会。最初，他们只提供小基因的合成。它们也是第一个提供以gBlocks的商品名出售的dsDNA片段的公司。今天，他们提供了非常全面的DNA合成服务。特别是，它们提供的DNA片段长度最大为3kb。他们可以通过在不同位置混合碱基来生成片段文库。他们提供标准的基因合成服务，片段长度不超过5kb。他们还提供特殊服务，例如DNA折纸和高达500 bp的ssDNA片段。 他们的网站包括许多生物信息学工具（https://sg.idtdna.com/pages/tools/oligoanalyzer?returnurl=%2Fcalc%2Fanalyzer），包括密码子优化应用程序、qPCR/dPCR引物探针设计、NGS捕获探针设计、CRISPR设计工具、序列分析工具等。
Twist Biosciences震惊了基因合成领域。它成立于2013年，通过最小化寡核苷酸合成和基因组装过程迅速开发了一项专有技术。通过增加Oligo合成量和降低成本，这给该初创公司带来了竞争优势。在筹集了超过2.5亿美元的资金后，该公司于2018年上市，目前市值超40亿美元。
Twist非常专注于基因合成。它们提供克隆基因和基因片段。它们具有快速的周转时间和市场上最具竞争力的价格。几年来，他们一直在建立许多竞争对手试图匹配的基因合成标准。Twist与Microsoft合作，一直在积极开发DNA数据存储的新兴市场。
Twist拥有现代化的软件基础架构，使用户可以轻松下订单。他们是唯一提供API的公司。 Codex是SGI-DNA的新名称，SGI-DNA是Synthetic Genomics的DNA合成分支。该公司起源于J. Craig Venter研究所在合成生物学方面的开创性研究。
CODEX公司的商业模式不同于其他DNA合成公司，主要提供两种基因合成服务，他们还提供基因合成仪器和DNA组装试剂。 基因合成产品组装，将合成工作流程的周转时间从数周，数月缩短到了数天和数小时，仪器试剂包括BioXp™系统，DNA服务，GibsonAssembly®试剂和Vmax™化学感受态细胞。 除了自动化，加速和优化DNA设计和合成之外，Codex DNA和BioXp™系统还可以为药物发现，疫苗开发，精密医学等领域的创新者提供速度和安全性保障。 即使，BioXp™ 3200仪器的优势不是特别明显。为了合成特定的基因序列，使用BioXP系统的用户需要订购特定序列的DNA盒。在3-5天内，包含所需基因片段的DNA盒准备好装入机器，在几个小时内，可以产生用于转染的DNA。 CODEX的核心专长在于其专有的DNA组装技术，而不是其DNA合成本身。对于涉及异常复杂的DNA组装步骤的复杂项目，它们是首选的合作伙伴。该技术由工业标准GibsonAssembly®方法的创建者Dan Gibson创立。
大多数基因合成服务由第三方研究组织（CRO）提供。这些组织提供广泛的研究服务，包括DNA测序，蛋白质表达和纯化，基因分型等。Eurofins和GenScript 是这类基因合成服务提供商的很好例证。 在短短30多年的时间里，Eurofins已从法国南斯的一个实验室发展成为拥有47,000多名员工的网络，该网络由50多个国家的900多家独立公司组成，拥有800多个实验室。Eurofins每年执行超过4亿次测试，提供超过200,000种分析方法的产品组合，以评估生物物质和产品的安全性、身份、组成、真实性、来源、可追溯性和纯度，并提供创新的临床诊断测试服务，包括专业临床诊断测试领域的全球领先新兴参与者之一。Eurofins是增长最快的上市欧洲公司之一。自1997年在法国证券交易所首次公开募股以来，Eurofins的销售额每年以35％的复合增长率（复合平均）增长，到2019年超过45亿欧元。GenScript成立于2002年，并于2015年在香港联合交易所上市，在大中华区，北美，欧盟和亚太地区均已建立了全球业务。GenScript提供了全面的服务组合，包括定制试剂服务，抗体药物开发服务和目录产品。他们的试剂服务包括定制基因合成和分子生物学，定制蛋白质表达和纯化，定制肽合成，抗体生产和定制细胞系开发。GenScript目前在全球拥有3000多名员工，年收入达2.5亿美元。基因合成不是GenScript和Eurofins这样的CRO的核心业务，它们更倾向于提供商品服务。由于它们可以将基因合成过程中劳动强度最大的部分转移到国外，因此它们的价格可能具有很高的竞争力。
下一代合成技术 目前，所有企业的基因合成均依赖于寡核苷酸的固相合成技术，下一代基因合成企业将目光聚焦在酶促合成上，领先的公司包括圣地亚哥的Molecular Assemblies、Ansa Biotechnologies和巴黎的DNAScript。
国内合成企业面临的机遇和挑战
基因合成作为分子生物学最基础的核心技术，在科学研究、临床分子诊断、生物制药、新能源和数据储存领域占据重要地位。近年来，国内涌现出大量优秀的基因合成公司，他们合成的DNA价格低廉，质量稳定，是我们科学研究和分子诊断的好帮手。尽管国内合成的DNA或Oligo已经完全满足科研和分子诊断需求，但是在生物制药领域、DNA数据储存领域和新材料等领域，国内DNA合成还有很大的提升空间。尤其是在生物制药领域，不仅需要满足合成DNA的准确性、稳定性、均一性，而且还需要满足合成DNA的纯度、洁净度、避免有病原体的污染、日合成产量以及需要满足监管部门质量要求。我们会发现，国内大量优秀的生物制药企业在大批量采购DNA时，即使价格较高的情况下，一般只考虑国外DNA合成厂家，甚至药企会选择国外引进合成技术，自己合成需要的核酸产品进行后续研究。
在这里，非常期待，国内DNA合成企业除了在科学研究和分子诊断领域占据市场之外，还可以在生物制药和DNA数据储存领域大显身手。
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