全文概要：2026年8月19日，清华大学生命学院魏迪明团队与合作者开发的下一代高通量基因从头合成技术MOSAIC引发关注。该研究在线发表于国际权威期刊Nature Biotechnology。MOSAIC将DNA可编程自组装与宿主细胞天然修复机制耦合，利用杂交反应的可逆性与自纠错特性，破解了传统酶促方法难以合成高GC、强二级结构、重复序列的难题，并实现一次性平行合成数千基因、构建千万级突变体文库，为AI蛋白质设计、抗体药物、mRNA疫苗等领域"打通算法设计—实验验证的最后一公里"。

2026年8月19日资讯， 清华大学生命学院魏迪明团队与合作者开发的下一代高通量基因从头合成技术MOSAIC引发关注。该研究在线发表于国际权威期刊Nature Biotechnology。MOSAIC将DNA可编程自组装与宿主细胞天然修复机制耦合，利用杂交反应的可逆性与自纠错特性，破解了传统酶促方法难以合成高GC、强二级结构、重复序列的难题，并实现一次性平行合成数千基因、构建千万级突变体文库，为AI蛋白质设计、抗体药物、mRNA疫苗等领域"打通算法设计—实验验证的最后一公里"。

1. 底层技术迭代，中国方案实现原始创新

合成生物学是"十五五"发展的重点领域之一，而基因与基因组的合成是最根本的底层技术。长期以来，从寡核苷酸到基因的组装环节，国内学界与业界都依赖经典的DNA聚合酶延伸反应，原始创新相对罕见。8月19日，清华大学魏迪明团队联合中国农业科学院农业基因组研究所、中科院深圳先进院、香港理工大学等合作者公布MOSAIC（Molecular Self-Assembly Induced Cloning）技术，在基因合成这一最底层环节给出了"中国方案"，相关成果在线发表于Nature Biotechnology。

2. 自纠错机制破解"不可能合成"的序列

MOSAIC将DNA可编程自组装与宿主细胞天然修复机制耦合，利用杂交反应的可逆性和自纠错特性，避免了传统酶促方法的不可逆错配。这使其得以轻松合成以往几乎不可能从头合成的序列，如100%GC序列、极强二级结构序列和重复序列；同时凭借自纠错带来的自分选机制，实现一次性平行合成数以千计的基因，并可高度可控地构建容量高达千万级的突变体文库，大幅提升蛋白筛选与进化的效率和成功率。

3. 打通AI蛋白质设计的"最后一公里"

MOSAIC在提升DNA合成效率的同时大幅降低成本、降低技术门槛。论文显示，以塑料降解酶改造为例，传统路径需大型团队数年时间和数百万预算完成一轮千万级突变体文库筛选，而MOSAIC方案仅需两名研究人员、不到三个月、花费不到十万元即可完成同等任务。随着AI蛋白质设计浪潮兴起，海量生物学假设亟待实验验证，MOSAIC有望赋能AI蛋白质设计、抗体药物开发、mRNA疫苗、个性化肿瘤治疗及细胞基因治疗等领域，打通"算法设计—实验验证"的关键环节。团队正推进MOSAIC 2.0迭代，计划将合成通量提升10至100倍、合成长度拓展100倍。

来源：Nature Biotechnology；中金在线（清华大学新闻）

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