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“基因剪刀”首次讓皮膚細胞變身幹細胞

發佈時間: 2018-01-26 08:32:39   |  來源: 科技日報   |  責任編輯: 袁偉軒

 

據美國每日科學網站近日消息,美國格萊斯頓研究所科學家首次借助“基因剪刀”CRISPR技術,激活細胞內的單個基因,將老鼠的皮膚細胞變成了誘導多能幹細胞(iPSCs)。新方法不僅有助於科學家更方便地獲得重要的細胞,也能進一步了解細胞的重編程過程。

誘導多能幹細胞是對成熟細胞重編程得到的,像胚胎幹細胞一樣具備分化成多種細胞的潛力,可用於修復受損的組織和器官。CRISPR基因編輯技術能精確搜尋一串代碼在基因組中的位置,進行刪除或修改。

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於哪些基因處於工作狀態。比如,在皮膚細胞裏,與皮膚功能相關的基因打開,其他基因關閉。要把它變成幹細胞,就要關閉皮膚相關基因,打開與幹細胞功能相關的基因。

2006年,格萊斯頓高級研究員山中伸彌博士用4種被稱為轉錄因子的關鍵蛋白處理普通的皮膚細胞,製造出了誘導多能幹細胞。這些轉錄因子可改變各基因的工作狀態。在上述研究的基礎上,格萊斯頓高級研究員丁盛(音譯)團隊不使用轉錄因子,而是通過向細胞添加化學品混合物,製造出了誘導多能幹細胞。

在最新研究中,丁盛團隊又提供了製造誘導多能幹細胞的第三種方法——使用CRISPR基因調控技術,直接操縱細胞的基因組。他們選取了兩個只在幹細胞中表達、且對多能特性至關重要的基因Oct4和Sox2,這兩個基因能打開與幹細胞功能相關的其他基因,並關閉無關基因。實驗表明,用CRISPR激活兩個基因中的任意一個,都能觸發細胞重編程,使其變身為誘導多能幹細胞,而激活操作只需對基因代碼進行一處修改。

丁盛説:“新方法與之前的截然不同,可幫助我們更簡單快捷地製造出誘導多能幹細胞,或許也能將皮膚細胞直接重編程為心臟細胞或腦細胞等。”

該研究發表于《細胞·幹細胞》雜誌。(記者劉霞)

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