DropSynth-Gold：乳液中的 Golden Gate 组装将多重基因文库扩展至更大长度

在多重基因合成中，实现长基因的大规模合成能力仍然是一项核心挑战。DropSynth 是一种池化基因合成平台，能够利用来源于微阵列的寡核苷酸实现高度多重化、区室化组装，但现有实现依赖于聚合酶循环组装（PCA），这限制了片段数量、构建体长度和组装保真度。在此，我们提出 DropSynth-Gold，作为 DropSynth 平台的升级版本，它以在乳液液滴内进行的 Golden Gate 组装（GGA）取代了 PCA。这一改进保留了核心工作流程，包括珠子连接的寡核苷酸捕获和池化处理，同时仅改变了组装化学方法和计算寡核苷酸设计策略。基于乳液的 Golden Gate 组装能够在隔离液滴内实现定向、多片段连接，随后回收并扩增全长构建体。作为概念验证，我们构建了 6 个各含 384 个成员的文库，涵盖逐步增加的构建体长度和片段数量，包括从 5×300-mer 片段到 12×350-mer 架构（约 3 kb）的设计。DropSynth-Gold 在所有文库中均能够可靠地组装全长构建体。对共享的 5×300-mer 文库进行的直接比较表明，其回收率和保真度与基于 PCA 的 DropSynth 相当，这说明 Golden Gate 组装可以在不损害组装性能的情况下替代 PCA。这些改进是在不增加成本、工作流程复杂性或周转时间的前提下实现的，从而扩展了多重基因合成的可及设计空间。

在多重基因合成中，实现大规模合成更长基因的能力仍然是一项核心挑战。DropSynth 是一种池化基因合成平台，可利用来源于微阵列的寡核苷酸实现高度多重化、区室化组装，但现有实现依赖于聚合酶循环组装（PCA），这限制了片段数量、构建体长度和组装保真度。在此，我们提出 DropSynth-Gold，作为 DropSynth 平台的一个升级版本，其以在乳液液滴内进行的 Golden Gate assembly（GGA）替代了 PCA。该改进保留了核心工作流程，包括珠子连接的寡核苷酸捕获和池化处理，同时仅改变了组装化学方法和计算寡核苷酸设计策略。

基于乳液的 Golden Gate assembly 能够在彼此隔离的液滴内实现定向的多片段连接，随后回收并扩增全长构建体。作为概念验证，我们构建了六个各含 384 个成员的文库，其构建体长度和片段数量逐步增加，设计范围涵盖由 5 个 300-mer 片段组成到 12 个 350-mer 架构（约 3 kb）的方案。DropSynth-Gold 在所有文库中均能够可靠地组装全长构建体。对一个共享的 5×300-mer 文库进行直接比较表明，其回收率和保真度与基于 PCA 的 DropSynth 相当，说明 Golden Gate assembly 可以在不损害组装性能的情况下替代 PCA。这些改进的实现并未增加成本、流程复杂性或周转时间，从而拓展了多重基因合成的可及设计空间。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.29.728538v1?rss=1

🏷️ 多重基因合成 Golden Gate组装 乳液液滴 基因文库 寡核苷酸设计