科学家创造了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，包括针对某些癌症的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，由宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的研究人员领导的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障碍。

在《科学》杂志上发表的一项研究中，研究人员解释了他们如何设计一种有效的技术，从单个长设计 DNA 构建体中制造 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”)。

新方法使得 HAC 的制作更加快速和精确，这反过来将直接加快 DNA 研究的速度。随着时间的推移，通过有效的输送系统，这项技术可以为癌症等疾病带来更好的工程细胞疗法。

“本质上，我们对 HAC 设计和交付的旧方法进行了彻底改革，”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 博士说。 “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，例如需要大规模细胞基因工程的应用。好处是它们与天然染色体一起存在，而无需改变细胞中的天然染色体。”

第一个 HAC 于 25 年前开发出来，对于细菌和酵母等低等生物体的更小、更简单的染色体来说，人工染色体技术已经很先进。人类染色体则是另一回事，主要是因为它们的尺寸更大，着丝粒更复杂，着丝粒是X形染色体臂连接的中心区域。

研究人员已经能够通过添加到细胞中的自连接 DNA 长度来形成小型人造人类染色体，但这些长度的 DNA 会与不可预测的组织和拷贝数发生多聚化，从而使它们的治疗或科学用途变得复杂化，并且由此产生的 HAC 有时甚至会终止合并来自宿主细胞的天然染色体片段，使得对它们的编辑变得不可靠。

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