幹細胞和基因編輯強強聯手，繪製人類基因組圖譜

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耶路撒冷希伯來大學的科學家最近利用基因編輯技術和人類胚胎幹細胞技術繪製了一幅人類基因組地圖，並闡明了基因在健康和疾病情況中的作用，文章發表在《Nature Cell Biology》。

胚胎幹細胞是一種獨特的資源，它們可以變成我們身體中任何成體細胞。它的多才多藝造就了再生醫學、疾病模型和新葯發現。

與人類胚胎幹細胞的發現並行的另一項生物里程碑是人類基因組測序和賦予我們遺傳身份的全套基因鑒定。「人類基因組計劃」讓我們有機會深入了解基因在基因組中的功能。如今，科學家們正在嘗試將二者聯合起來，嘗試用人類胚胎幹細胞來繪製所有人類基因功能。

通過生成超過180000個有區別的突變，研究人員實質上分析了人類基因組中所有基因。為了產生如此大規模的突變，他們將一種複雜的基因編輯技術（CRISPR-Cas9篩選）與研究小組最近分離的一種新型胚胎幹細胞結合，這種新型幹細胞只含有一個拷貝的人類基因組（單倍體胚胎幹細胞，haploid embryonic stem cells），而非來自父母雙方的兩個拷貝。因為每個基因只需要一個拷貝，這使得基因編輯變得相對容易。

新型幹細胞

研究表明，人類基因組中僅有9%的基因對人類胚胎幹細胞生長和存活至關重要，其中5%的基因實際上反而起限制幹細胞生長作用。他們還分析了所有遺傳學疾病相關基因在早期發育和生長中的作用，以及致癌基因如何影響人類胚胎生長。

「這個基因地圖為我們研究人類基因組提供了一個新功能視角，並且它將成為我們分析和治療癌症和遺傳病的工具，」文章通訊作者、Azrieli幹細胞和遺傳研究中心主任Nissim Benvenisty教授說。

這項研究的另一個關鍵發現是識別了一小組唯獨人類胚胎幹細胞而非其他細胞類型，生存所必需的基因。這些基因被認為可保持胚胎幹細胞身份、防止它們癌變或變成成體細胞類型。

「這項研究為在基因水平上理解胚胎幹細胞創造了一個新框架，」文章一作、博後研究員Atilgan Yilmaz說。「這類細胞性質研究的越完整，我們在臨床治療上取得成功的幾率就越大。」

原文檢索：Defining essential genes for human pluripotent stem cells by CRISPR–Cas9 screening in haploid cells

來源：生物通如有侵權請聯繫刪除

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