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干细胞(SC)的遗传修饰通常是使用积分载体来实现的,载体的潜在综合遗传毒性和在分化过程中表观遗传沉默的倾向限制了其应用。细胞的遗传修饰应提供可持续水平的转基因表达,而不会损害细胞或其后代的生存能力。我们开发了非病毒,非整合和自主复制的最小尺寸的DNA纳米摩析器,以持续遗传修饰SC及其分化的后代,而不会造成任何分子或遗传损伤。这些DNA载体能够有效地修饰鼠和人类多物种SC,具有最小的影响,并且没有分化介导的转基因沉默或载体损失。我们证明,这些载体在自我更新和靶向分化在体外和体内的自我更新和靶向分化在体外和体内通过胚胎发生和分化为成人组织的稳健和持续的转基因表达,而不会损害其表型特征。