Cell子刊突破:用CRISPR來控制基因激活的新策略
日期:2015-09-10 08:50:38
來自芬蘭赫爾辛基大學的研究人員開發出了一種新方法,可以在不改變基因組的情況下激活細胞內的基因。這種方法的應用包括引導干細胞分化。相關研究論文發布在干細胞研究領域領先期刊《Stem Cell Reports》上。
開發這種方法的是在赫爾辛基大學Meilahti醫學院Timo Otonkoski教授實驗室攻讀博士的年輕研究人員Diego Balboa和Jere Weltner。
調控細胞分化是當前干細胞研究最熱門的課題。該分化過程是建立在細胞中的一些基因激活及失活這一基礎之上,因此研究人員正在致力尋找一些方法來控制基因的激活。研究人員夢想著能夠在特定時刻精確地激活和失活一些基因。
Otonkoski說:“我們可以利用特化細胞來生成未分化的干細胞,又稱作誘導多能干細胞(iPS細胞),并且我們可以通過提供適當的生長環境來調控這些細胞的分化。然而,我們卻無法充分控制這一分化過程——這一過程有可能進展順利,但在最后關頭,在至關重要的時刻可因一個基因不激活,而使細胞仍然無法成熟。”
CRISPR系統是通過在某些位點切割DNA來編輯基因。人們可以利用這種方法來刪除細胞中的某一缺陷基因或是導入某一轉移基因,使之按期望的方式表達。
Otonkoski實驗室的研究人員現在開發出了一種方法,可在不改變基因組自身的情況下調控單個基因的行為。這種方法利用了CRISPR技術,但這種調控自身受到添加化學藥品的控制。通過導入一些RNA片段到細胞中結合激活蛋白和基因的調控區域,使得目的基因對藥物敏感。當向細胞提供調控激活蛋白的化學藥品時,這一基因就會按期望的方式激活。
Otonkoski說:“在我們的研究中使用了兩種常見抗生素多西環素(doxycycline)和甲氧芐啶(Trimethoprim),這些化學藥物使得我們能夠準確、有效地調控許多基因的表達。這種方法對我們測試的所有細胞,包括干細胞起作用。”
Otonkoski教授強調,這種方法當前適用于實驗模型中——探討治療應用還為時過早。
“現在開發出了基本的概念,并且這種方法已被證實是可行的,我相信它可以成為一種非常重要的研究工具。在我的實驗室中我們利用這種方法來調控干細胞分化,但它在其他的研究領域,例如在癌癥生物學中還有許多的潛在應用。”
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