一种形成人类人工染色体的新技术

能够在人类细胞内工作的人类人工染色体（HAC）可以为先进的基因疗法提供动力，包括那些针对某些癌症的基因疗法，以及许多实验室应用，尽管严重的技术障碍阻碍了它们的发展。现在，由佩雷尔曼医学院的研究人员领导的一个团队在这一领域取得了重大突破，有效地绕过了一个常见的绊脚石。

在发表在 《科学》杂志上的一项研究中，研究人员解释了他们如何设计出一种有效的技术，从设计DNA的单个长结构中制造HAC。先前制造HAC的方法受到以下事实的限制：用于制造HAC的DNA构建体倾向于以不可预测的长系列和不可预测的重排连接在一起（“多聚化”）。新方法可以更快、更精确地制作HAC，这反过来又将直接加快DNA研究的速度。假以时日，有了有效的递送系统，这项技术可以为癌症等疾病带来更好的工程化细胞疗法。

“从本质上讲，我们对HAC设计和交付的旧方法进行了彻底的改革，”宾夕法尼亚大学埃尔德里奇·里夫斯·约翰逊基金会生物化学和生物物理学教授Ben Black说，“我们构建的HAC对于最终部署在生物技术应用中非常有吸引力，例如，需要大规模的细胞基因工程。一个好处是它们与天然染色体一起存在，而不必改变细胞中的天然染色体。

在他们的研究中，宾夕法尼亚大学医学院的研究人员设计了具有多种创新的改进型HAC。这些包括含有更大和更复杂的着丝粒的更大的初始DNA构建体，这使得HAC可以从这些构建体的单个拷贝形成。为了输送到细胞，他们使用了一种基于酵母细胞的输送系统，能够携带更大的货物。

“例如，我们没有试图抑制多聚化，而是通过增加输入DNA构建体的大小来绕过这个问题，使其自然地倾向于保持可预测的单拷贝形式，”Black说。

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