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(yīng)用，盡管嚴重的技術(shù)障礙阻礙了它們的發(fā)展?，F(xiàn)在，由賓夕法尼亞大學(xué)佩雷??爾曼醫(yī)學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團隊在這一領(lǐng)域取得了重大突破，有效地繞過了一個常見的障礙。
在《科學(xué)》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(shè)計一種有效的技術(shù)，從單個長設(shè)計 DNA 構(gòu)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(gòu)建體傾向于以不可預(yù)測的長系列和不可預(yù)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(shù)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(shè)計和交付的舊方法進行了徹底改革，”賓夕法尼亞大學(xué)埃爾德里奇·里夫斯·約翰遜基金會生物化學(xué)和生物物理學(xué)教授 Ben Black 博士說。 “我們構(gòu)建的 HAC 對于最終部署在生物技術(shù)應(yīng)用中非常有吸引力，例如需要大規(guī)模細胞基因工程的應(yīng)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(shù)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(fù)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(yù)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(xué)用途變得復(fù)雜化，并且由此產(chǎn)生的 HAC 有時甚至?xí)K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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