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“基因剪刀”首次让皮肤细胞变身干细胞

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2018-01-23 09:45  来源:科技日报  
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  据美国每日科学网站近日消息,美国格莱斯顿研究所科学家首次借助“基因剪刀”CRISPR技术,激活细胞内的单个基因,将老鼠的皮肤细胞变成了诱导多能干细胞(iPSCs)。新方法不仅有助于科学家更方便地获得重要的细胞,也能进一步了解细胞的重编程过程。

  诱导多能干细胞是对成熟细胞重编程得到的,像胚胎干细胞一样具备分化成多种细胞的潜力,可用于修复受损的组织和器官。CRISPR基因编辑技术能精确查找一串代码在基因组中的位置,进行删除或修改。

  每个细胞都拥有生物的全套基因组,其具体身份和功能取决于哪些基因处于工作状态。比如,在皮肤细胞里,与皮肤功能相关的基因打开,其他基因关闭。要把它变成干细胞,就要关闭皮肤相关基因,打开与干细胞功能相关的基因。

  2006年,格莱斯顿高级研究员山中伸弥博士用4种被称为转录因子的关键蛋白处理普通的皮肤细胞,制造出了诱导多能干细胞。这些转录因子可改变各基因的工作状态。在上述研究的基础上,格莱斯顿高级研究员丁盛(音译)团队不使用转录因子,而是通过向细胞添加化学品混合物,制造出了诱导多能干细胞。

  在最新研究中,丁盛团队又提供了制造诱导多能干细胞的第三种方法——使用CRISPR基因调控技术,直接操纵细胞的基因组。他们选取了两个只在干细胞中表达、且对多能特性至关重要的基因Oct4和Sox2,这两个基因能打开与干细胞功能相关的其他基因,并关闭无关基因。实验表明,用CRISPR激活两个基因中的任意一个,都能触发细胞重编程,使其变身为诱导多能干细胞,而激活操作只需对基因代码进行一处修改。

  丁盛说:“新方法与之前的截然不同,可帮助我们更简单快捷地制造出诱导多能干细胞,或许也能将皮肤细胞直接重编程为心脏细胞或脑细胞等。”

  该研究发表于《细胞·干细胞》杂志。


(责任编辑:孙鹏)

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