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高通量、低成本基因合成和蛋白质表达的精确调控是合成生物学和生物技术领域中关键的基础性技术，只有突破传统克隆技术的局限，才能真正实现从头合成、按需合成和生物大分子的定向改造，满足生命科学前沿领域快速发展的需要.目前，人工合成基因的主要方法是将短链的寡核苷酸进行拼接和组装得到长链的DNA.随着生物学各领域对人工合成基因需求的日益高涨，寡核苷酸常规合成方法成本高、DNA合成长度受限及合成周期长等因素成为制约大规模基因合成和基因组组装的主要瓶颈.而在改善蛋白质表达方面，由于到目前为止，人们对密码子使用规则的认识仍不完全，导致常规的密码子优化方法常常出现错误的预言.由于一次实验常常只能验证一个设计，反复的实验又会导致成本升高，工作周期延长，且难以获得最优结果.本课题组针对上述问题，开展了三方面的工作：1)研发了多功能基因合成芯片，将寡核苷酸合成、扩增和基因组装步骤整合到同一块芯片上，由于采用了新型环保基材、创新的芯片加工技术和组合酶技术，提高基因合成通量和效率的同时，大幅降低了合成成本；2)开发了一种简便的DNA片段组装方法--环形聚合酶延伸法，已成功用于高通量基因平行组装和组合库的构建；3)整合芯片基因合成技术与快速基因库组装技术，建立了一套高通量基因合成与筛选方法，只需一轮合成和筛选即可以高可信度获得所需蛋白表达水平的合成基因序列.该方法不仅为系统研究蛋白质翻译机理开辟了道路，也为大规模基因／基因组合成与筛选、生物元器件和人工细胞工厂的构建提供了有力工具.