科學(xué)家使用干細(xì)胞生成人類基因組的圖譜
來(lái)自耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)的科學(xué)家使用最先進(jìn)的基因編輯技術(shù)和人類胚胎干細(xì)胞制作了人類基因組圖譜,闡明了我們的基因在健康和疾病中所起的作用??茖W(xué)家在“自然細(xì)胞生物學(xué)”雜志上報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。
胚胎干細(xì)胞是一種獨(dú)特的資源,因?yàn)樗鼈兛梢宰兂晌覀凅w內(nèi)的任何成體細(xì)胞。它們的多樣性使它們成為再生醫(yī)學(xué),疾病模型和藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)。在人類胚胎干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)的同時(shí),生物學(xué)的另一個(gè)里程碑也完成了人類基因組的測(cè)序,并確定了負(fù)責(zé)我們遺傳身份的整套基因。這一發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了解人類基因組中基因功能的新挑戰(zhàn)?,F(xiàn)在,希伯來(lái)大學(xué)科學(xué)家的新研究提供了一種繪制所有人類基因功能的新工具使用人胚胎干細(xì)胞。
研究人員通過(guò)產(chǎn)生超過(guò)180,000種不同的突變,分析了人類基因組中的幾乎所有人類基因。為了產(chǎn)生如此大量的突變,他們將復(fù)雜的基因編輯技術(shù)(CRISPR-Cas9篩選)與最近由同一研究組分離的新型胚胎干細(xì)胞相結(jié)合。這種新型干細(xì)胞只含有一個(gè)人類基因組拷貝,而不是母親和父親的兩個(gè)拷貝,因?yàn)槊總€(gè)基因只需要改變一個(gè)拷貝,因此基因編輯更容易(參見(jiàn):科學(xué)家生成一種新類型)具有一半基因組的人類干細(xì)胞,2016年3月17日)。
研究人員表明,人類基因組中僅有9%的基因?qū)θ祟惻咛ジ杉?xì)胞的生長(zhǎng)和存活至關(guān)重要,而其中5%實(shí)際上限制了這些細(xì)胞的生長(zhǎng)。他們還可以分析負(fù)責(zé)所有遺傳性疾病的基因在早期人類發(fā)育和生長(zhǎng)中的作用。此外,他們還展示了致癌基因如何影響人類胚胎的生長(zhǎng)。
“這種基因圖譜能夠?qū)ξ覀內(nèi)绾窝芯咳祟惢蚪M提供新的功能觀點(diǎn),并提供一種工具,改變我們分析和治療癌癥和遺傳疾病的方式,”Nissim Benvenisty教授,醫(yī)學(xué)博士,博士說(shuō)。 Azrieli干細(xì)胞與遺傳研究中心主任和耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)癌癥研究中心Herbert Cohn主席,以及該研究的高級(jí)作者。
該研究的另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是鑒定了一小組基因,這些基因?qū)τ谌祟惻咛ジ杉?xì)胞的存活是唯一必需的,但對(duì)其他細(xì)胞類型則不然。這些基因被認(rèn)為可以維持胚胎干細(xì)胞的特性并防止它們變成癌細(xì)胞或變成成體細(xì)胞類型。
“這項(xiàng)研究創(chuàng)造了一個(gè)新的框架,用于理解胚胎干細(xì)胞在基因水平上意味著什么,”博士后研究員,該論文的第一作者,博士Atilgan Yilmaz博士說(shuō)。“我們對(duì)這些細(xì)胞的性質(zhì)越完整,我們就越有可能在臨床上成功治療。”
該論文的標(biāo)題是“通過(guò)CRISPR-Cas9篩選在單倍體細(xì)胞中定義人多能干細(xì)胞的必需基因”,并發(fā)表在Nature Cell Biology上。
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