隨著生物科技的發展，細胞治療和基因治療業已成為重要的前沿疾病治療技術，利用RNA體外合成技術制備的mRNA疫苗在2020年突發的COVID-19傳染病上產生了巨大的影響。很多公司如美國Moderna、德國CureVac、BioNTech等均已經開展了其他疾病如腫瘤、傳染病、慢性病等治療性mRNA疫苗和藥物開發。

體外合成RNA（IVT）主要是以DNA為模板通過體外轉錄得到，常用的是以線性化質粒DNA或PCR擴增產物為模板利用RNA聚合酶在體外轉錄合成。主要過程是利用含有T7啟動子（TAATACGACTCACTATAGGG）或SP6啟動子（ATTTAGGTGACACTATAG）序列的DNA為模板在含有T7或SP6 RNA聚合酶的條件下，以NTP為底物合成與模板DNA中一條鏈互補的mRNA，簡單快速獲得大量的mRNA分子，通過在5’端加上帽子結構和3’端加ployA尾加強mRNA的穩定性。
體外合成RNA你是否有以下困惑

（1）如何獲得轉錄模板？

（2）為什么自己配置反應體系無論如何優化都無法獲得足夠高的產率？

（3）有沒有一款包含全套反應試劑的Kit，讓我不在為體系配置而煩惱？

（4）需要一款性價比高的T7 Kit，讓研究經費不在是我科研路上的攔路虎？

（5）有沒有一款試劑盒適用于多種類型RNA的合成？

技術介紹：傳統的生物合成系統是指通過模式生物細菌、真菌、植物細胞或動物細胞等表達外源基因的一種分子生物學技術。隨著科學技術的發展，無細胞表達體系，也稱為體外蛋白合成系統，應運而生。體外蛋白合成系統是指以外源目的mRNA或DNA為模板，通過人工控制補加蛋白質合成所需的底物和轉錄、翻譯相關蛋白因子等物質，能實現目的蛋白質的合成。體外蛋白合成系統表達蛋白質無需進行質粒構建、轉化、細胞培養、細胞收集和破碎步驟，是一種相對快速、省時、便捷的蛋白質表達方式。商業上的體外合成系統有兩種：一種以預先體外轉錄獲得的mRNA作為模板翻譯合成蛋白質，另一種是將體外轉錄與體外翻譯同時進行，以DNA為模板合成mRNA然后合成蛋白質。這兩種系統都比較復雜且實驗要求較高，需要使用者預先進行體外轉錄實驗以獲得足夠多的mRNA模板，或者需要預先提供大量的DNA或者高濃度的質粒作為模板（模板的質量甚至大于合成蛋白質的質量）。這些弊端增加了使用者的操作時間、制造成本、及實驗復雜性，同時也大大限制了生物合成的效率和產量。因此，開發一種更簡單、方便、高效率、高產量、低成本的體外生物合成系統已成為基礎生物研究領域的迫切需要。

技術實現思路：

本專利技術提供了一種同時在體外進行DNA,RNA,蛋白質生物合成的理論模型和設計。本專利技術提供了一種簡單、方便、高效率、高產量、低成本的體外合成系統。

技術保護點：

1.一種將DNA復制、轉錄、翻譯偶聯的無細胞合成體系，其特征在于，所述無細胞的合成體系包括：(a) DNA聚合酶;(b) 解旋酶;(c) DNA結合蛋白;(d) 用于合成DNA的底物;(e) RNA聚合酶;(f) 用于合成RNA的底物;(g) 用于合成蛋白的底物;(h) 酵母細胞提取物。