成果推介 | 基于高灵敏度Taq DNA聚合酶的DNA扩增技术

每一次科技的进步，都在不断解构世界的边界。物质科学、信息科学、生命科学……作为浙江省首批新型研发机构，浙江大学杭州国际科创中心正积极会聚多学科交叉领域，致力于打通前沿科学研究、颠覆性技术研发和成果产业化的全链条！

本期“成果推介”栏目将聚焦“基于高灵敏度Taq DNA聚合酶的DNA扩增技术”，该项技术将应用在哪些领域，市场痛点和项目优势又在哪，话不多说，一起来看！

01

所属领域

分子诊断、疾病诊疗、法医检测、科学实验

02

项目介绍

Taq DNA聚合酶是一种来自于水生嗜热菌（Thermus aquaticus）的特殊热稳定酶。该酶可用于聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR），对DNA的特定片段进行体外扩增，用于分子克隆。目前，Taq DNA聚合酶广泛应用于分子诊断、疾病诊疗、法医检测、科学实验等行业。例如，在新冠病毒核酸检测中，病毒的RNA首先需经过逆转录获得DNA，然后再利用Taq DNA聚合酶对DNA进行大量扩增，以便通过荧光检测。

01  市场痛点

现有的Taq DNA聚合酶产品稳定性不够高、灵敏性差、抗抑制剂能力差，在微量样品及含有抑制剂场景下的可应用性差。此外，应用于疾病筛查、临床诊断、食品检测等领域中的TaqMan探针法qPCR技术需要进行核酸提取等操作，导致其检测成本高、周期长，检测通量及检测稳定性低。

02  解决方案

团队通过结合计算机辅助设计与分子水平定向进化方法，包括分隔式自我复制筛选系统、分子动力学模拟、结合能计算、共进化信息、多序列比对和保守序列突变等理论和方法，改造Taq DNA聚合酶，获得了活性、灵敏性、稳定性、抗抑制剂性和特异性等性能显著提升的Taq DNA聚合酶突变体。

03  技术优势

团队所开发的Taq DNA聚合酶突变体具有以下优势：

第一，具有更高的灵敏度。如下图所示，在超低模板浓度下，样品酶S2具有比野生型酶和竞品酶更优异的扩增效果。

图1 在低浓度模板下样品酶与竞品酶扩增效果比较

第二，具有更高的热稳定性。所开发的Taq DNA聚合酶突变体，在95℃下保存120分钟后，仍然保持较高活性，而野生型酶及竞品酶几乎失去了所有活性。

图2 在95°C加热120分钟后样品酶与竞品酶扩增效果比较

04  技术成熟度

实验室样品阶段。

05  市场前景 

近年来，Taq DNA聚合酶市场规模可观，在科研端与工业端的销售规模均排名靠前。《中国医药工业信息中心》2022年数据显示，2015至2021年，中国Taq DNA聚合酶的市场规模从由9.8亿元增长至25.7亿元，复合增速达18%，2022年销售规模为29.4亿元，预计到2024年市场规模可增至37.5亿元。

06  知识产权 

申请国家发明专利2项。

03

合作需求

1.专利许可或专利转让。

2.与龙头企业开展合作研发。

04

团队介绍

本项目的技术负责人为浙江大学“百人计划”入选者、浙江大学杭州国际科创中心“青年人才卓越计划”入选者于浩然，长期从事酶分子计算设计、蛋白质工程、合成生物学领域研究，已成功改造核酸酶、蛋白酶、氧化还原酶、C-C键形成酶等多个酶蛋白，在PNAS，Angew等杂志发表论文30余篇，申请国内、国际发明专利17项，已授权2项。

联系人：赵老师

联系方式：0571-82990668

邮箱：[e-mail]

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内容来源：生物与分子智造研究院 科研发展部 

本文编辑：孔晓睿

审核：潘怡蒙

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