合成基因组学作为生命科学领域的前沿方向,近年来取得了令人瞩目的进展。如今,合成数千碱基对(kbp)长度的核苷酸序列已成为分子生物学的常规操作,科学家们借此创建 DNA 文库,优化生物合成途径,甚至成功合成了病毒、细菌和低等真核生物的完整基因组与染色体。然而,这一领域的发展也面临诸多挑战,其中软件开发的滞后尤为突出。目前,虽然已有不少商业和免费的基因合成程序,但它们大多仅适用于处理与平均基因长度相当的核苷酸序列,在面对长基因组序列时往往力不从心。而且,现有的工具在功能集成度和操作便捷性上也存在不足,难以满足科研人员日益增长的需求。为了突破这些瓶颈,俄罗斯研究机构 Research Institute for Systems Biology and Medicine、Research and Clinical Centre of Physical-Chemical Medicine 以及 Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine 的研究人员开展了深入研究,研发出了 BAC-browser 软件,相关成果发表在《BMC Bioinformatics》上。
研究结论与讨论部分指出,BAC-browser 是一款多功能基因组浏览器,融合了分子生物学、系统生物学和合成基因组学的多种功能。它为核苷酸序列设计和基于寡核苷酸的 DNA 组装提供了强大工具,开发的三种寡核苷酸生成方法可用于 LCR 和 PCR DNA 组装,能在多种条件下特异性地组装基因。对于长 DNA 序列,开发的算法可将其分割为较短的重叠片段进行组装,且已成功实现 3.5kb DNA 片段的组装。该软件免费且操作便捷,为合成基因组学研究提供了新的有力手段,推动了相关领域的发展,有助于科研人员更高效地开展基因合成和基因组工程研究。