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      誘導(dǎo)多功能干細胞揭示了人類和類人猿之間的差異
      
			
      
				2019-01-12 19:59:33
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      索爾克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)的研究人員首次將黑猩猩和倭黑猩猩的皮膚細胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多能干細胞(iPSCs)，這是一種能夠在體內(nèi)形成任何其他細胞或組織的細胞。
      

      誘導(dǎo)多功能干細胞揭示了人類和類人猿之間的差異
      

      2006年，日本京都大學(xué)的Kazutoshi Takahashi和Shinya Yamanaka發(fā)明了老鼠的iPSCs，人類的iPSCs也緊隨其后，并在去年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎?，F(xiàn)在，科學(xué)家們經(jīng)常使用iPSCs來用細胞來模擬疾病，否則很難從活人或動物身上獲得這些細胞。通過添加四種關(guān)鍵因素的組合，皮膚細胞可以被制成iPSC，然后誘導(dǎo)iPSC在培養(yǎng)皿中形成肝、肺和腦細胞。
      

      現(xiàn)在不僅可以用這些細胞來模擬疾病，還可以將人類的ipsc與我們的近親——類人猿——進行比較，從而了解是什么分子和細胞特征使我們成為人類。
      

      將人類、黑猩猩和倭黑猩猩的細胞進行比較，可以為我們了解諸如感染、疾病、大腦進化、適應(yīng)或遺傳多樣性等生物過程提供線索。到目前為止，黑猩猩和倭黑猩猩細胞的來源僅限于死后組織或血液。例如，現(xiàn)在你可以從這三種不同的物種中產(chǎn)生神經(jīng)元，并將它們進行比較，以驗證假說。
      

      在2013年10月23日發(fā)表在《自然》(Nature)雜志網(wǎng)絡(luò)版上的這項新研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，人類和非人類靈長類動物細胞在跳躍基因或轉(zhuǎn)座(一種可以復(fù)制并粘貼到整個基因組的dna元素)的調(diào)控上存在差異?？茖W(xué)家們說，跳躍基因提供了一種快速重組DNA的方法，可能正在塑造我們基因組的進化。
      

      在索爾克的弗雷德·蓋奇(Fred Gage)、第六世和約翰·阿德勒(John Adler)的實驗室里，納韋扎、馬切托和同事們在人類、黑猩猩和倭黑猩猩的iPSCs中發(fā)現(xiàn)了差異表達的基因。
      

      令該研究小組吃驚的是，其中兩個基因編碼的蛋白質(zhì)可以限制一種名為“長穿插元素1”(long interspersed element-1，簡稱L1)的跳躍基因。與非人類靈長類細胞相比，人類iPSCs表達了更高水平的這些限制性因子，即APOBEC3B和PIWIL2。“我們沒想到會這樣，”馬切托說。“這些基因吸引了我們的眼球，所以它們是我們首先關(guān)注的目標。”
      

      L1和其他一些跳躍基因在我們的基因組中非常豐富。這些DNA片段的插入位置很難預(yù)測，它們會產(chǎn)生各種各樣的影響。例如，它們可能會完全擾亂基因，調(diào)節(jié)基因，或者導(dǎo)致基因被加工成全新的蛋白質(zhì)。
      

      使用標記有熒光標記的L1，該小組觀察到非人類靈長類的熒光iPSCs數(shù)量高于人類。在單獨的實驗中，他們生產(chǎn)了帶有過多或過少的APOBEC3B和PIWIL2的iPSCs，如預(yù)期的那樣，他們發(fā)現(xiàn)這兩種蛋白質(zhì)的過量抑制了移動性并減少了新插入的DNA在非人類靈長類細胞中的出現(xiàn)。
      
			

			
        
      
			
      
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