Ученые из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании совершили значительный прорыв в области создания искусственных хромосом, которые могут функционировать внутри человеческих клеток, передает портал Качественный Казахстан. 

Это открытие может стать основой для передовых генных терапий, включая лечение некоторых видов рака, а также для множества лабораторных приложений, хотя до сих пор серьезные технические препятствия затрудняли их разработку.

В исследовании, опубликованном в журнале Science, исследователи описали, как они разработали эффективную технику создания искусственных хромосом из одиночных длинных конструкций дизайнерской ДНК. Предыдущие методы создания искусственных хромосом были ограничены тем фактом, что ДНК-конструкции, используемые для их создания, склонны соединяться в непредсказуемо длинные серии и с непредсказуемыми перестройками. Новый метод позволяет создавать искусственные хромосомы быстрее и точнее, что напрямую ускорит темпы исследований в области ДНК.

“По сути, мы полностью пересмотрели старый подход к проектированию и доставке искусственных хромосом, -сказал Бен Блэк, доктор философии, профессор биохимии и биофизики. - Искусственная хромосома, которую мы построили, очень привлекательна для последующего использования в биотехнологических приложениях, например там, где требуется масштабная генная инженерия клеток. Бонусом является то, что они существуют наряду с натуральными хромосомами, не требуя их изменения в клетке".

Первые искусственные хромосомы были разработаны 25 лет назад, и технология искусственных хромосом уже хорошо развита для меньших, более простых хромосом низших организмов, таких как бактерии и дрожжи. Человеческие хромосомы - это другое дело, во многом из-за их большего размера и более сложных центромер, центральной области, где соединяются руки X-образных хромосом. Исследователи смогли заставить маленькие искусственные человеческие хромосомы формироваться из самосвязывающихся длин ДНК, добавленных в клетки, но эти длины ДНК мультиплицируются с непредсказуемыми организациями и количеством копий, что усложняет их терапевтическое или научное использование.

В своем исследовании исследователи из Медицинской школы Пенсильвании разработали улучшенные искусственные хромосомы с несколькими инновациями: они включали более крупные начальные ДНК-конструкции, содержащие более крупные и более сложные центромеры, которые позволяют искусственным хромосомам формироваться из одиночных копий этих конструкций. Для доставки в клетки они использовали на основе дрожжевых клеток систему доставки, способную переносить более крупные грузы.

“Вместо того чтобы пытаться подавить мультипликацию, например, мы просто обошли проблему, увеличив размер входной ДНК-конструкции, так что она естественным образом склонна оставаться в предсказуемой однокопийной форме,” - сказал Блэк.

Это открытие открывает новые возможности для разработки более эффективных клеточных терапий для заболеваний, таких как рак, и предоставляет новые инструменты для научных исследований в области генетики и биотехнологии.

Источник: Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania