新華社北京1月22日電 美國科學(xué)家用“基因剪刀”編輯實驗鼠細胞的基因組,成功使皮膚細胞轉(zhuǎn)變成干細胞,為培育誘導(dǎo)多能干細胞開辟了新路。
誘導(dǎo)多能干細胞是對成熟細胞“重編程”得到的,像胚胎干細胞一樣具備分化成多種細胞的潛力,可用于修復(fù)受損的組織和器官。“基因剪刀”指CRISPR基因編輯技術(shù),用它能像在電腦上編輯文章一樣,精確查找一串代碼在基因組中的位置,進行刪除或修改。
美國格拉德斯通研究所日前發(fā)布新聞公報說,該所研究人員發(fā)現(xiàn),用“基因剪刀”對基因組進行一處修改,就能使皮膚細胞實現(xiàn)重編程,轉(zhuǎn)變成干細胞。相關(guān)論文發(fā)表在新一期美國《細胞-干細胞》雜志上。
每個細胞都擁有生物的全套基因組,其具體身份和功能取決于哪些基因處于工作狀態(tài)。在皮膚細胞里,與皮膚功能相關(guān)的基因打開,其他基因關(guān)閉。要把它變成干細胞,就要關(guān)閉皮膚相關(guān)基因,打開與干細胞功能相關(guān)的基因。
在以往研究中,人們一般用幾種稱為轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì),來調(diào)整基因組代碼讀取過程、改變各基因的工作狀態(tài);另一種方法是用化學(xué)物質(zhì)刺激細胞。直接修改基因組培育出干細胞,這還是第一次。
研究人員選取了兩個對干細胞多能特性至關(guān)重要的基因Oct4和Sox2,這兩個基因只在干細胞中表達,能打開其他與干細胞功能相關(guān)的基因、關(guān)閉無關(guān)的基因。實驗發(fā)現(xiàn),激活兩個基因中的任意一個,都能觸發(fā)細胞的重編程,使其“變身”誘導(dǎo)多能干細胞,而激活操作只需要對基因代碼進行一處修改。
研究人員說,這種直接修改基因組的方法不僅可以更容易地培育誘導(dǎo)多能干細胞,或許將來還可用來將皮膚細胞直接轉(zhuǎn)變成心肌細胞、大腦細胞等其他細胞。
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