合成染色體轉移技術

由于需要進行基因組合成的生物體本身存在生長速度慢，DNA?重組能力不足，或者轉化效率低等問題，難以直接在目標細胞中進行基因組的拼裝。這也是為何要使用大腸桿菌或者酵母等微生物進行拼裝的原因。隨著合成基因組學從低等生物向高等生物的拓展，除了更大合成染色體拼裝帶來的挑戰，超大染色體的轉移也將是一項艱巨的任務。相關報道顯示，陽離子脂質和聚合物、顯微注射、微細胞法（microcell-mediated chromosome transfer，MMCT）都可以介導?Mb?級別的染色體轉移。此外，電轉化也是經常用于細胞系及原代細胞的轉染方法，尤其能勝任對脂質體轉染法等有抵抗性的細胞的轉染。在細菌方面，電轉化可介導超過?700?kb?的?BAC?的轉化。聚乙二醇（PEG）介導的裸?DNA?轉移法也是常用的?DNA?轉染法，Gibson?等成功利用此法將絲狀支原體長達?1.1?Mb?的人工合成染色體移植到山羊支原體受體細胞，獲得人類史上首個人工合成的生命體。然而，陽離子聚合物、PEG等基于化合物的轉染方法，顯微注射、電轉化等物理操作，以及微細胞介導的轉染方法均有其局限性。

PEG?除了可以直接介導裸?DNA?的轉染，還可以通過誘導細胞融合實現間接轉染，即?PEG?介導的細胞融合法。例如，PEG?可以介導酵母原生質體球與哺乳動物細胞的融合，從而將位于酵母細胞的酵母著絲粒質粒轉移到受體細胞。細胞融合可以繞開受體細胞膜的阻礙，直接將載體送入胞漿，但是受體細胞核核膜依然是一個屏障，因此此法也面臨效率低的問題。Brown?等認為，將受體細胞同步化至?M?期（有絲分裂期），此時的細胞核膜和骨架正處于重塑狀態，有望提高轉移的效率。實驗證據表明，利用同步化到有絲分裂期的哺乳動物細胞進行膜融合轉移，效率可以提高近?300?倍，且不受被轉移載體大小的影響。PEG?介導的細胞融合法可直接利用酵母系統進行?Mb?級別的合成染色體體內組裝，因此不需要載體的分離純化，可以避免載體受到剪切力的損傷，并且其效率受轉移?DNA?大小的限制不大。基于以上優點，對此法進行改良來進一步提高其轉移效率將更能滿足越來越高的合成染色體移植要求。

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