来源 :华大智造MGI2026-01-04
如果把DNA看作生命的代码，那么基因拼接就是编写代码的过程。华大智造基于成熟的AIO（ALL IN ONE)建库测序一体机（以下简称“AIO一体机”）进行模块整合，致力于让这个过程像软件编译一样流畅、智能——输入目标序列，通过AI自动设计并执行，最终在单台设备上完成合成与验证。
在合成生物学领域，它的核心在于“设计-构建-测试-学习”的快速迭代。然而传统的基因组装环节长期以来依赖人工试错，成为创新速度的主要瓶颈。为此，华大智造基于原有的AIO一体机，通过模块整合与功能适配，推出面向合成生物学与蛋白质工程的高通量、一体化、AI赋能的“基因拼接”整体解决方案。
该解决方案深度融合DNA“写”（合成）与“读”（测序）两大能力，左舱搭载自主开发的DNA组装系统，结合AI智能体实现Kb级基因拼接；右舱则集成华大智造E25测序平台，在单一硬件上即可完成从组装到验证的全流程闭环，真正实现基因“读写一体”的“All in One”。这不仅极大提升了实验效率与数据一致性，更标志着由AI驱动、高度自主的研发新范式正在形成，让基因操作变得更智能、更可靠，也更触手可及。
图1.基于AIO一体机的基因拼接平台
华大智造高级副总裁杨梦博士表示：“DNA的‘读取’（测序）与‘写入’（合成），是生命科学数字化与工程化的两大基石。今天，我们迈出了将这两大核心能力在物理空间与工作流上深度融合的关键一步。这不仅是单一功能的叠加，更是我们以 ‘一体化、智能化’ 为核心理念，对生命科学核心工具平台的一次重要延伸。此次突破的关键，在于我们为平台注入了‘AI智能体’这一全新维度。 通过自主研发的DNA组装多智能体系统，实现了从序列设计到实验执行全路径的自主规划与决策，将专家的经验和复杂的生物信息学流程，转化为稳定、可复现的自动化工作流。
‘合成-测序’一体化基因操作原型，不仅彰显了AIO平台应对复杂、个性化科研需求的敏捷响应能力与开放潜力，更标志着一种由AI驱动、更加自主和高效的生命科学研发新范式正在开启。”
破局：AIO的进化，基因“读写”双剑合璧
图2.AIO一体机拓展DNA组装能力，实现基因“读写”双剑合璧
基于AIO一体机成熟的模块功能，深度集成基因智能组装能力，一台仪器上可以完成DNA组装和建库测序，首次在单一硬件平台实现基因“读写”两大核心操作的整合，颠覆传统分散模式。
图3.AIO一体机演示DNA组装过程
左舱，是“造物”之手：在高度自动化的左舱，它化身为精准的“基因拼接机”。依托创新的聚合酶循环组装或高效的寡核苷酸池组装技术，将碎片化的DNA短链无缝拼接成完整的功能基因。
图4.AIO一体机演示测序过程
右舱，是“慧眼”之鉴：基因拼接产物可在这台机器上完成建库与测序，打破“合成-验证”的物理壁垒。
内核：AI智能体领航，告别复杂操作
强大硬件需要智慧灵魂，这个平台的核心，是华大智造自主研发的DNA组装多智能体。用户只需输入目标，智能体自动完成序列检索、密码子优化、自动化脚本设计与生成，让复杂拼接变得前所未有的简单。
图5. DNA组装AI智能体平台交互界面示意图
搜索分析智能体
深度搜索生物序列；蛋白质、微生物等数据库支持。
序列设计智能体
自动完成密码子优化与最优拼接方案设计。
实验设计智能体
生成仪器自动运行的精确脚本。
它消除了生物信息学与复杂实验操作的门槛，让复杂的基因拼接，变得如同下达指令一样简单。
图6. DNA组装AI智能体架构
实力：让高标准合成，成为高性价比日常
在智能与一体化的驱动下，华大智造重塑了基因拼接的效率与成本：
基因拼接流程采用双模式策略
精准之选(PCA)：适用<1500bp特定基因/融合蛋白；单次16个；高精度。
通量之选(GGA)：适用<1000bp突变库/多基因变体；单次80个；高效率；组装成本可实现50%的成本优化。
核心的DNA组装环节交付周期可缩短至3-5天，若结合平台内建库测序，可形成5-7天的完整“设计-合成-验证”闭环，较传统分散流程效率显著提升。
灵活开放：平台开源，支持全链条方案自定义拓展。
图7：关键性能指标
潜在应用场景：覆盖生命科学研究众多领域
AIO-基因拼接平台在各个领域都能发挥重要作用。
部分应用场景列举：
蛋白质工程与酶定向进化
基因治疗与疫苗开发
农业育种创新
基础研究与工具开发
AIO-基因拼接平台是华大智造通向“基因读写终极All in One”目标的坚实第一步，平台将持续迭代升级，让基因操作一体化、智能化的未来，更快、更均匀地抵达每一个实验室，助力合成生物学的产业发展。期待与各领域的开拓者合作，共同探索并定义这些场景的崭新边界。