科學家創(chuàng)造了形成人類人工染色體的新技術

能夠在人類細胞內(nèi)工作的人類人工染色體(HAC)可以為先進的基因療法提供動力，包括針對某些癌癥的療法以及許多實驗室應用，盡管嚴重的技術障礙阻礙了它們的發(fā)展。現(xiàn)在，由賓夕法尼亞大學佩雷??爾曼醫(yī)學院的研究人員領導的團隊在這一領域取得了重大突破，有效地繞過了一個常見的障礙。

在《科學》雜志上發(fā)表的一項研究中，研究人員解釋了他們?nèi)绾卧O計一種有效的技術，從單個長設計 DNA 構建體中制造 HAC。先前制造 HAC 的方法受到以下事實的限制：用于制造 HAC 的 DNA 構建體傾向于以不可預測的長系列和不可預測的重排連接在一起(“多聚化”)。

新方法使得 HAC 的制作更加快速和精確，這反過來將直接加快 DNA 研究的速度。隨著時間的推移，通過有效的輸送系統(tǒng)，這項技術可以為癌癥等疾病帶來更好的工程細胞療法。

“本質(zhì)上，我們對 HAC 設計和交付的舊方法進行了徹底改革，”賓夕法尼亞大學埃爾德里奇·里夫斯·約翰遜基金會生物化學和生物物理學教授 Ben Black 博士說。 “我們構建的 HAC 對于最終部署在生物技術應用中非常有吸引力，例如需要大規(guī)模細胞基因工程的應用。好處是它們與天然染色體一起存在，而無需改變細胞中的天然染色體。”

第一個 HAC 于 25 年前開發(fā)出來，對于細菌和酵母等低等生物體的更小、更簡單的染色體來說，人工染色體技術已經(jīng)很先進。人類染色體則是另一回事，主要是因為它們的尺寸更大，著絲粒更復雜，著絲粒是X形染色體臂連接的中心區(qū)域。

研究人員已經(jīng)能夠通過添加到細胞中的自連接 DNA 長度來形成小型人造人類染色體，但這些長度的 DNA 會與不可預測的組織和拷貝數(shù)發(fā)生多聚化，從而使它們的治療或科學用途變得復雜化，并且由此產(chǎn)生的 HAC 有時甚至會終止合并來自宿主細胞的天然染色體片段，使得對它們的編輯變得不可靠。

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