DNA是由核苷酸组成的分子，它们通过共价键和氢键以重复的顺序连接。就像乐高积木或字母一样，核苷酸可以通过百万种方式连接起来，进而形成能够从源头开始构建自然的指令。

DNA合成，即DNA的创造，是在细胞分裂和复制的过程中自然发生的，每一个子细胞都包含与母细胞相同的基本遗传信息。在活体中发生的DNA合成通常被归类为体内（in vivo），而在细胞外（即实验室）发生的DNA合成通常被称为体外（in vitro）。

大约40年前，生物学家开始在实验室环境中合成DNA。这一过程被称为“亚磷酰胺法”（phosphoramidite synthesis），是由Marvin Caruthers和团队于1981年在科罗拉多大学开发的。当时，他们以对核苷酸的化学操作为基础展开工作，其方法则被证明在识别和复制短的DNA序列方面非常成功。如今，人们会在关键的科学和诊断应用中使用这些短链（包含30到120个核苷酸)，如PCR引物。亚磷酰胺法已经成为行业支柱，是一种广泛应用于商业DNA合成的技术，并被Twist Bioscience、Ginkgo Bioworks、Genscript等生物技术公司使用。

在过去的7到8年里，有越来越多的目光聚焦到了与“酶”有关的DNA合成上。该方法避免使用外部的化学试剂，而是利用天然酶，也就是活细胞中的分子，来催化DNA合成反应。目前，大多数酶相关的DNA合成依赖于末端脱氧核苷酸转移酶（TdT），这种酶负责将“额外的”核苷酸引入基因剪接过程。据称，酶合成的好处包括可以避免使用粗糙的化学物质（这通常会产生有毒废物），以及具备不断增长的产生越来越长的DNA链条的能力。这不仅能使DNA合成更加“绿色”，而且还为更长的DNA链条带来了一些新的、难以置信的强大用途（例如疫苗、治疗和数据存储）。

在DNA酶合成领域中，有五家公司处于领先位置：Molecular Assemblies、DNA Script、Bit Bio、Evonetix和Ansa Biotechnologies。每个公司都会提供自己的DNA酶合成工具，而这些工具分属于两大类业务解决方案：桌面DNA合成（通过独立的复制机器完成），或“DNA合成即服务”（由公司代替客户完成）。

其中，由行业专家Mike Kamdar和Bill Efcavitch博士于2014年创立的Molecular Assemblies特别有趣。2020年，Molecular Assemblies跟由DNA资深专家John nichols领导的Codexis合作，以加快其产品上市速度并筹集新的资金。Efcavitch相信，有了这些资源，“便能推动公司旗下产品中只有通过酶合成才能实现的功能的进一步发展，这意味着我们可以消除合成后的纯化步骤，从而减少客户的周转时间。”

Molecular Assemblies最近宣布了新一轮2,600万美元的投资（由安捷伦等专注于DNA的领先公司主导）。该公司CEO Michael Kamdar表示，资金的使用将使公司的“全酶合成”（Fully Enzymatic Synthesis）平台实现商业化。该平台使用水性的无毒试剂，只需极少的合成后纯化和处理。正如Kamdar所说，“利用FES技术生产长的、纯的、精确的DNA的能力可以加速许多应用的部署，比如CRISPR、下一代测序，以及许多合成生物学应用中的基因组装。”

除了投资者和公司之外，公众也将从这些DNA酶合成技术的进步中获益。更长、更经济有效的DNA链条（多达1,000到1,500个核苷酸）的“圣杯”可以用来在更短的时间内生产更好的疫苗。CRISPR技术的进步提供了高度精确的基因编辑工具，可以用来改变植物、细菌和动物模型的基因。这种能力在识别和治疗癌症、阿尔茨海默等疾病方面可以被证明是非常有效的。而且，DNA（作为一种数据丰富的分子）可能被用来编码大量的信息，比如达到艾字节（exabyte）数量级的密集寡核苷酸阵列。目前，包括美国政府（如ARPA，“高级研究计划署”）和消费型公司（如Netflix或谷歌）都与分子生物学家合作，研究如何将DNA链条用作持久且经济性的存储介质。

John Cumbers是福布斯资深撰稿人，文章观点仅代表个人。