提高基因转染效率的新技术

　　

生物通报道：最近，研究人员开发出了一种新的、高效的基因转染方法。此项技术是在一系列的碳纳米管上培养和转染携带遗传物质的细胞，似乎克服了其他基因编辑技术的局限性。这项研究发表在近期的国际知名期刊《Small》，是罗切斯特大学医学中心(URMC)与罗切斯特理工学院(RIT)的研究人员之间合作完成的。延伸阅读：新的非病毒基因载体提高5倍转染率；不影响细胞分化的新转染技术。

该论文共同作者、URMC神经科学系的副教授Ian Dickerson博士指出：“这个平台有可能使基因转移过程更加稳健，并且降低毒性作用，同时增加了我们能够传递到细胞内的遗传物质的多样性和数量。”

本文共同作者、RIT Kate Gleason工程学院的助理教授Michael Schrlau指出：“这是一种非常简单的、廉价而高效的流程，细胞耐受良好，并可能成功地同时传递给成千上万的细胞。”

基因转移疗法在医学上一直持有巨大的潜力。新的基因编辑技术（如CRISPR-Cas9），可使研究人员能够精确地靶定基因代码，从而产生了一系列潜在的科学和医学应用，从修复遗传缺陷，到操纵干细胞，到再造免疫细胞对抗感染和癌症。

科学家目前使用几种不同的方法，来将新的遗传指令插入细胞，包括使用电脉冲在细胞膜上打小洞，使用称为“基因枪”的设备将DNA注入细胞，以及使用病毒“感染”携带新遗传密码的细胞。

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然而，所有这些方法往往存在两个基本问题。首先，这些过程可能有剧毒，留给科学家使用的健康细胞太少。第二，这些方法受到传递到细胞内的遗传信息数量（或者“有效载荷”）的限制，从而限制了它们的应用。这些技术也非常耗时和昂贵。延伸阅读：转染是个坎，让我教你怎么翻过去[选购宝典]。

这项研究中描述的新设备，是在RIT的Schrlau Nano-Bio Interface实验室由Masoud Golshadi博士制备出来的。使用一个称为化学气相沉积的过程，研究人员创建了一种结构，类似于一个蜂窝，由数以百万计的密集的碳纳米管组成，在一片薄的圆盘形膜两边都有开口。

在URMC的Dickerson实验室里，该设备被用来培养一系列不同的人类和动物细胞。48小时后，这些细胞被浸在含有DNA的液体中。碳纳米管作为管道，将遗传物质拉入细胞。使用这种方法，研究人员发现，98%的细胞存活，有85%成功转染了新的遗传物质。

DNA转移机制仍在调查之中，但是研究人员怀疑它可能是通过一个被称为增强内吞作用的过程，细胞通过这种方法，将成捆的蛋白质来回穿过细胞膜进行转移。

该设备也表现出成功地培养广泛的细胞类型的能力，包括通常很难生长和保持活力的细胞，如免疫细胞、干细胞和神经细胞。

研究人员目前正在优化该技术，希望这种设备——生产起来很便宜，可以供研究人员使用，并最终为一系列的疾病开发新的治疗方法。

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Masoud Golshadi, Leslie K. Wright, Ian M. Dickerson and Michael G. Schrlau. High-Efficiency Gene Transfection of Cells through Carbon Nanotube Arrays Authors. Small, 2016 DOI: 10.1002/smll.201503878