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【Twist Bioscience】2025:人工智慧時代,重塑序列空間探索方式

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【Twist Bioscience】2025:人工智慧時代,重塑序列空間探索方式

【Twist Bioscience】

人工智慧時代,重塑序列空間探索方式

隨著我們突破性產品“基因池”(Gene Pools)的近期推出,Twist 公司長期以來的一個經典問題再次煥發了新的活力:“若擁有無限量的DNA,您會做些什麼?”

2015 年夏天,我站在倫敦合成生物學Beta大會(SynBioBeta London)的舞台上,向觀眾拋出了這個簡單卻深刻的問題。就是在那裡,Twist Bioscience公司正式亮相,同時發布了首款產品— 克隆基因。當時的核心主張簡潔有力:我們藉助自主研發的新型矽基DNA 合成平台,實現了寡核苷酸合成的微型化;單次運行可合成的寡核苷酸數量是其他廠商的一萬倍,且品質更優。如今,科學家可以利用這種豐富的原料來造福世界。

產品推出時,我們將基因合成價格調降,這意味著DNA 訂購成本在一夜之間降低了一半以上。科學家當即就能訂購並測試更多的構建體。對於合成生物學領域而言,這種規模化的突破意味著,廣闊的序列空間首次變得經濟實惠且觸手可及。

從那時起,創新就一直是Twist企業文化的核心,這意味著我們需要不斷回歸我們的基礎產品,並自問:「我們怎麼做才能讓它變得更好」?

然而,這需要的不僅僅是創造力。它要求我們深刻地理解分子生物學的發展方式以及阻礙其進步的瓶頸。例如,AI在幫助研究人員設計和優化新蛋白質方面具有巨大潛力。但在這些嘗試中,訓練資料集的生成和體外模型驗證很快就成為限制強大蛋白質預測模型發展的瓶頸。具體來說,研究人員難以獲得足夠數量的、設計的合成DNA序列來為訓練和驗證模型所需的篩選實驗提供支持,尤其是在合理的價格上。

簡而言之,大多數DNA 供應商都缺乏足夠的能力,來提供人工智慧市場所需的高精度、規模化且價格合理的DNA 產品。

 

基因池 (Gene Pools):

打破DNA 供應瓶頸

 

幸運的是,Twist 十年來不斷完善人工智慧市場所需的合成平台和內部專業技術,並且我們仍在持續努力。為了進一步賦能這些人工智慧應用,並突破DNA 供應瓶頸,Twist 十分興奮地開啟「基因池」(Gene Pools)產品早期試用。這是一種可無限擴容的DNA池。您可以取得任意數量的序列,長度可達1.8kb,所有序列均混合在單一試管中。

 

先前,我們推出了寡核苷酸池(Oligo Pool)多基因片段庫(Multiplexed Gene Fragments, MGF),兩者均透過池化合成技術製備,單一寡核苷酸長度最高可達500 bp。基因池(Gene Pools)是順理成章的下一步創新:在合成這些高精度寡核苷酸後,我們採用新型池化組裝技術將其拼接,形成您所訂購的精確基因長度序列。這種池化生產模式能夠實現規模化製備,恰好滿足目前正被人工智慧革新的蛋白質篩選與發現領域的需求。這些序列以單支試管形式交付,隨時可用於篩選,最快僅需10 個工作天即可完成*  。

 

我們自2019 年起著手研發基因池產品,初期進展坎坷,主要原因是嵌合體比例居高不下,難以達到標準。即便我們最終製備出符合品質和保真度標準的基因池,其設計要求也過於嚴苛,限制了應用場景。如今,市場回饋顯示,少數敢於承諾提供池化基因長度DNA 的供應商,也同樣在這三項關鍵指標(嵌合體比例、設計彈性、規模化能力)上表現不佳。

 

而憑藉著基因池產品,我們成功攻克了池化組裝的核心難題,對此我們深感自豪。透過自主研發的池化組裝平台,無論序列長度、設計方案或池的規模如何,我們的基因池都能確保零嵌合體率。

 

沒錯,就是0% 的嵌合體

 

此外,該產品的序列缺失率低於1%,且所有序列均能均勻呈現。您只需按需訂購任意數量的基因(最長1.8 kb),就能收到與訂單完全一致的產品。我們還將提供10 ug的基因池作為標準,因此無需下游擴增步驟,幫助您在克隆過程中保持基因池的保真度(fidelity)。 

 

 

「我可以自信地說,

目前尚無其他技術能在濕實驗中,為科學研究人員這種

前所未有的方式提供如此乾淨、無噪音的序列空間。 」

 
 

因此,無論您是需要建立基因序列資料集以訓練或驗證人工智慧模型,還是需要精確的單鏈抗體片段(scFvs)文庫,或是致力於開發精準的T 細胞受體(TCR)免疫文庫,亦或是計劃開展長期以來被認為難以實現的大規模序列篩選——Twist 公司的基因池產品都能滿足您的需求。利用它對數千個目標篩選序列進行編碼,將其克隆到您選擇的載體中,即可開啟探索之旅。我堅信,目前尚無其他技術能在濕實驗中,為科學研究人員以這種前所未有的方式提供如此乾淨、無噪音的序列空間。

 

儘管我們不斷推出新型先進技術,但核心主張始終未變:我們實現了基因合成的並行化,單次運行能夠製備的高質量基因數量遠超同行,且品質更優。讓我們利用這種充足的原料去造福世界。正如十多年前那樣,一個問題依然值得我們深思:擁有無限量的DNA,您會做些什麼

 

文章來源:Changing How We Explore Sequence Space In The AI Era

 

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