美國研究人員通過對小鼠誘導多能干細胞的基因組測序，發(fā)現(xiàn)重編程過程不會增加DNA重排或逆轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)座的風險。該研究成果發(fā)表于10月4日的《Cell Stem Cell》雜志上。

誘導多功能干細胞（iPSC）繞開了胚胎干細胞研究面臨的倫理和法律等障礙，因此在醫(yī)療領(lǐng)域的應用前景非常廣闊。然而，如果大部分iPSC含有有害的遺傳突變，則它們的生物醫(yī)學應用將會大大受損。近期有芯片研究表明人iPSC中的DNA拷貝數(shù)變異較胚胎干細胞要多，暗示其他類的基因組結(jié)構(gòu)變異也會頻繁發(fā)生。

于是，弗吉尼亞大學和Scripps研究所的研究人員利用全基因組末端配對測序，試圖解答iPSC的生產(chǎn)是否會導致突變增加和基因組穩(wěn)定性降低的問題。與之前的研究結(jié)果相反，研究小組在所檢測的三個小鼠iPS細胞系中發(fā)現(xiàn)了非常少的自發(fā)突變，也未發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子插入。

作者認為，這些結(jié)果表明基因組穩(wěn)定性在重編程過程中能夠保持，且目前的重編程方法有可能產(chǎn)生無基因干擾突變的iPSC。盡管還需要進一步研究來確定人的iPSC是否也保持著相同水平的基因組穩(wěn)定性，但小鼠研究的結(jié)果讓他們信心大增。

在本研究中，研究人員使用了Illumina的Genome Analyzer II對三個小鼠iPS細胞系進行了全基因組測序，而對照細胞是小鼠胚胎的胎兒細胞群。兩個iPS細胞系是來自同一個體細胞，而第三個是來自另一個供體細胞。

研究人員產(chǎn)生了每個基因組的10-12倍覆蓋度。他們利用了一種名為HYDRA的算法，來尋找重排和逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子插入。該算法在末端配對定位模式下檢測結(jié)構(gòu)變異的斷裂點以及轉(zhuǎn)座子插入。

即使未找到多個拷貝數(shù)變異或基因組重排，但研究人員認為他們可能會發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子激活。因為重編程基因組時，這是一個全基因組的表觀遺傳重編程，在擾亂表觀遺傳狀態(tài)時，轉(zhuǎn)座子可能激活。然而，未有證據(jù)表明iPSC中的逆轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)座。

讓人奇怪的是，之前在人iPSC研究中發(fā)現(xiàn)的一些遺傳改變也未在小鼠iPSC中找到，研究小組認為，這可能與重編程的程度有關(guān)，或是與重編程所用的體細胞類型相關(guān)。