DNA的合成、组装及转移技术
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合成染色体转移技术
由于需要进行基因组合成的生物体本身存在生长速度慢，DNA 重组能力不足，或者转化效率低等问题，难以直接在目标细胞中进行基因组的拼装。这也是为何要使用大肠杆菌或者酵母等微生物进行拼装的原因。随着合成基因组学从低等生物向高等生物的拓展，除了更大合成染色体拼装带来的挑战，超大染色体的转移也将是一项艰巨的任务。相关报道显示，阳离子脂质和聚合物、显微注射、微细胞法（microcell-mediated chromosome transfer，MMCT）都可以介导 Mb 级别的染色体转移。此外，电转化也是经常用于细胞系及原代细胞的转染方法，尤其能胜任对脂质体转染法等有抵抗性的细胞的转染。在细菌方面，电转化可介导超过 700 kb 的 BAC 的转化。聚乙二醇（PEG）介导的裸 DNA 转移法也是常用的 DNA 转染法，Gibson 等成功利用此法将丝状支原体长达 1.1 Mb 的人工合成染色体移植到山羊支原体受体细胞，获得人类史上首个人工合成的生命体。然而，阳离子聚合物、PEG等基于化合物的转染方法，显微注射、电转化等物理操作，以及微细胞介导的转染方法均有其局限性。
PEG 除了可以直接介导裸 DNA 的转染，还可以通过诱导细胞融合实现间接转染，即 PEG 介导的细胞融合法。例如，PEG 可以介导酵母原生质体球与哺乳动物细胞的融合，从而将位于酵母细胞的酵母着丝粒质粒转移到受体细胞。细胞融合可以绕开受体细胞膜的阻碍，直接将载体送入胞浆，但是受体细胞核核膜依然是一个屏障，因此此法也面临效率低的问题。Brown 等认为，将受体细胞同步化至 M 期（有丝分裂期），此时的细胞核膜和骨架正处于重塑状态，有望提高转移的效率。实验证据表明，利用同步化到有丝分裂期的哺乳动物细胞进行膜融合转移，效率可以提高近 300 倍，且不受被转移载体大小的影响。PEG 介导的细胞融合法可直接利用酵母系统进行 Mb 级别的合成染色体体内组装，因此不需要载体的分离纯化，可以避免载体受到剪切力的损伤，并且其效率受转移 DNA 大小的限制不大。基于以上优点，对此法进行改良来进一步提高其转移效率将更能满足越来越高的合成染色体移植要求。