數十年來，DNA 合成一直依賴使用大量有毒有機溶劑（如乙腈、二氯甲烷等危險試劑）的化學過程。雖然有效，但該方法對環境有害、成本高昂，且僅限於專業實驗室設施。哈佛大學研究人員現在展示了一種完全不同的方法：利用電力在矽晶片上直接觸發酵素式 DNA 合成。

該晶片採用標準半導體製造技術製成，包含 64 個可獨立定址的微電極陣列。每個電極可獨立啟動，精確控制 DNA 核苷酸逐一添加。該過程在室溫下的水基溶液中進行，使用酵素而非強烈化學物質。每個核苷酸添加後，臨時阻斷基團會防止進一步生長，直到下一個電信號到達，使研究人員能精確控制正在構建的序列。

其影響涵蓋多個領域。在合成生物學中，在晶片上快速且清潔地寫入 DNA 的能力可加速藥物生產、永續材料和碳捕獲工程生物的設計與測試。在基因治療中，該晶片可實現 CRISPR 治療用客製化 DNA 模板的快速生產。在資料儲存領域，DNA 正被探索為超高密度歸檔介質，晶片式寫入器可使編碼過程在規模上變得可行。

或許最顯著的是可攜性。傳統 DNA 合成儀是大型、昂貴的機器，需要配備化學處理基礎設施的專用實驗室。相比之下，哈佛晶片僅需電力與水即可運作——這些資源理論上可由電池和小型液體儲存器提供。這開啟了可部署於現場的 DNA 合成裝置的可能性，適用於環境監測、快速病原體檢測，甚至太空生物研究等無法攜帶化學試劑的場景。

知識要點：哈佛研究人員建造了一種矽晶片，使用電力與水基酵素同時寫入 64 條 DNA 序列，消除了有毒溶劑；該晶片使用可獨立定址的微電極進行精確的核苷酸逐一控制；應用涵蓋合成生物學、基因治療和 DNA 資料儲存；電力與水的方案使可攜式 DNA 合成裝置成為可能，適用於現場和太空應用。