_ Oamenii de știință creează o tehnică nouă pentru a forma cromozomi artificiali umani< /h3>

Cromozomii umani artificiali (HAC) capabili să funcționeze în celulele umane ar putea alimenta terapii genetice avansate, inclusiv cele care se adresează unor tipuri de cancer, împreună cu multe aplicații de laborator, deși obstacole tehnice serioase le-au împiedicat dezvoltarea. Acum, o echipă condusă de cercetători de la Școala de Medicină Perelman de la Universitatea din Pennsylvania a făcut o descoperire semnificativă în acest domeniu, care ocolește efectiv o piedică comună.

Într-un studiu publicat în Science, au explicat cercetătorii. modul în care au conceput o tehnică eficientă pentru realizarea HAC-urilor din construcții unice și lungi ale ADN-ului designerului. Metodele anterioare de realizare a HAC au fost limitate de faptul că constructele ADN folosite pentru a le face tind să se unească împreună — „multimerizeze” — în serii imprevizibil de lungi și cu rearanjamente imprevizibile.

Noua metodă permite HAC-urilor să să fie realizate mai rapid și mai precis, ceea ce, la rândul său, va accelera direct rata la care se poate face cercetarea ADN-ului. În timp, cu un sistem eficient de livrare, această tehnică ar putea duce la terapii celulare mai bine concepute pentru boli precum cancerul.

„În esență, am făcut o revizuire completă a vechii abordări a proiectării și furnizării HAC”, a spus Ben Black, Ph.D., Eldridge Reeves Johnson Foundation Profesor de biochimie și biofizică la Penn. „HAC-ul pe care l-am construit este foarte atractiv pentru o eventuală implementare în aplicații de biotehnologie, de exemplu, acolo unde se dorește ingineria genetică la scară largă a celulelor. Un bonus este că aceștia există alături de cromozomi naturali fără a fi nevoie să modifice cromozomii naturali din celulă.”

Primele HAC au fost dezvoltate în urmă cu 25 de ani, iar tehnologia cromozomilor artificiali este deja bine avansată pentru cromozomii mai mici și mai simpli ai organismelor inferioare, cum ar fi bacteriile și drojdia. Cromozomii umani sunt o altă problemă, în mare parte datorită dimensiunilor lor mai mari și centromerilor mai complexe, regiunea centrală în care brațele cromozomilor în formă de X sunt unite.

Cercetătorii au reușit să se formeze mici cromozomi umani artificiali din lungimi de ADN cu auto-legare adăugate celulelor, dar aceste lungimi de ADN multimerizează cu organizații imprevizibile și numere de copiere - complicând utilizarea lor terapeutică sau științifică - iar HAC-urile rezultate ajung uneori să încorporeze fragmente de cromozomi naturali din celulele lor gazdă, făcând modificări. pentru ei nu sunt de încredere.

În studiul lor, cercetătorii de la Penn Medicine au conceput HAC-uri îmbunătățite cu mai multe inovații: acestea au inclus constructe inițiale de ADN mai mari care conțin centromeri mai mari și mai complexi, care permit formarea HAC-urilor din copii unice ale acestor constructe. . Pentru livrarea la celule, au folosit un sistem de livrare bazat pe celule de drojdie capabil să transporte mărfuri mai mari.

„În loc să încercăm să inhibă multimerizarea, de exemplu, am ocolit problema prin creșterea dimensiunii a introdus constructul ADN, astfel încât acesta tindea în mod natural să rămână într-o formă previzibilă de o singură copie”, a spus Black.

Cercetătorii au arătat că metoda lor a fost mult mai eficientă la formarea de HAC viabile în comparație cu metodele standard și a produs HAC. care s-ar putea reproduce în timpul diviziunii celulare.

Avantajele potențiale ale cromozomilor artificiali – presupunând că pot fi livrați cu ușurință la celule și pot funcționa ca cromozomi naturali – sunt multe. Acestea ar oferi platforme mai sigure, mai productive și mai durabile pentru exprimarea genelor terapeutice, spre deosebire de sistemele de livrare a genelor bazate pe virus, care pot declanșa reacții imune și pot implica inserția virală dăunătoare în cromozomii naturali.

Expresia normală a genelor în celule necesită, de asemenea, mulți factori de reglementare locali și la distanță, care sunt practic imposibil de reprodus artificial în afara unui context asemănător cromozomilor. Mai mult decât atât, cromozomii artificiali, spre deosebire de vectorii virali relativ înghesuiti, ar permite exprimarea unor ansambluri mari, cooperante de gene, de exemplu pentru a construi mașini complexe de proteine.

Black se așteaptă ca aceeași abordare amplă a grupului său în acest sens. studiul va fi util în realizarea cromozomilor artificiali pentru alte organisme superioare, inclusiv plante pentru aplicații agricole, cum ar fi culturile rezistente la dăunători, cu randament ridicat.

Cercetătorii de la Institutul J. Craig Venter, Universitatea din Edinburgh, și Universitatea Tehnică Darmstadt au fost, de asemenea, implicați în studiu.

(Fluierul)

Inapoi