生物资源的分发、鉴定及知识产权保护是生物技术产业健康发展的重要基础。近日，来自美国德克萨斯大学达拉斯分校的研究团队在《Science Advances》发表题为“Genetic physical unclonable functions in human cells”的研究论文，通过遗传工程技术在人类细胞系中加入不可克隆的独特DNA序列矩阵，为重要细胞系的知识产权保护提供了一种新颖的解决方案。
研究人员受半导体行业广泛使用的物理不可克隆函数（physical unclonable function，PUF）的启发，通过CRISPR-Cas9（成簇规律间隔短回文重复序列-Cas9核酸酶）介导的同源重组技术将5-核苷酸（5-nt）的生物条形码库整合到人细胞系的AAVS1基因座中，产生含有不同条形码的细胞系文库。再利用CRISPR技术在条形码附近产生DNA双链断裂，造成随机长度DNA片段的插入或缺失突变。不同条形码序列将对应不同的DNA随机插入/缺失结果，形成几乎无法被遗传复制的随机二维DNA矩阵。该矩阵信息作为遗传PUF为生物资源提供了独有的数字指纹，数据分析证明仅需15%的生物条形码矩阵信息就可以保证数字指纹的有效性。
遗传PUF技术的应用不仅能为高度定制化的重要细胞系提供来源证明，保护细胞系生产商及合法使用者的利益，同时可以作为细胞系的质量控制工具，降低细胞系交叉污染风险，为工程细胞系的知识产权保护带来重要变革。
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