科學(xué)家們產(chǎn)生了一種具有半個(gè)基因組的新型人類干細(xì)胞
來自耶路撒冷希伯來大學(xué),哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心(CUMC)和紐約干細(xì)胞基金會(huì)研究所(NYSCF)的科學(xué)家們成功地產(chǎn)生了一種新型的胚胎干細(xì)胞,它攜帶一個(gè)人類基因組的拷貝,而不是通常在正常干細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)拷貝??茖W(xué)家今天在“ 自然 ”雜志上報(bào)道了他們的發(fā)現(xiàn)。本文描述的干細(xì)胞是第一個(gè)已知能夠通過親本細(xì)胞基因組的一個(gè)拷貝進(jìn)行細(xì)胞分裂的人類細(xì)胞。
人類細(xì)胞被認(rèn)為是“二倍體”,因?yàn)樗鼈兝^承了兩組染色體,共46個(gè)染色體,23個(gè)來自母親,23個(gè)來自父親。唯一的例外是生殖(卵子和精子)細(xì)胞,稱為“單倍體”細(xì)胞,因?yàn)樗鼈兒幸唤M23條染色體。這些單倍體細(xì)胞不能分裂,以產(chǎn)生更多的卵子和精子。
先前使用人卵細(xì)胞產(chǎn)生胚胎干細(xì)胞的努力已導(dǎo)致二倍體干細(xì)胞。在這項(xiàng)研究中,科學(xué)家們將未受精的人類卵細(xì)胞分解為分裂。然后,他們用熒光染料突出顯示DNA并分離出單倍體干細(xì)胞,這些干細(xì)胞分散在人口較多的二倍體細(xì)胞中。
研究人員表明,這些單倍體干細(xì)胞具有多能性 - 這意味著它們能夠分化成許多其他細(xì)胞類型,包括神經(jīng),心臟和胰腺細(xì)胞 - 同時(shí)保留一組染色體。“這項(xiàng)研究為我們提供了一種新的人類干細(xì)胞,它將對(duì)人類遺傳和醫(yī)學(xué)研究產(chǎn)生重要影響,”希伯來大學(xué)Azrieli干細(xì)胞與遺傳研究中心主任Nissim Benvenisty博士說。耶路撒冷和該研究的主要合著者。“這些細(xì)胞將為研究人員提供一種新工具,用于提高我們對(duì)人類發(fā)育的理解,以及我們?yōu)槭裁匆M(jìn)行性生殖,而不是單一父母的原因。”
研究人員還能夠證明,由于只有一個(gè)基因拷貝可以靶向,單倍體人類細(xì)胞可能構(gòu)成了遺傳篩選的有力工具。能夠影響單倍體人類干細(xì)胞中的單拷貝基因有可能促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的遺傳分析,如癌癥研究,精密和再生醫(yī)學(xué)。
“使用單倍體人類細(xì)胞的最大優(yōu)勢(shì)之一是它可以更容易地編輯它們的基因,”在耶路撒冷希伯來大學(xué)Azrieli干細(xì)胞和遺傳研究中心領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的博士生Ido Sagi解釋道。 。在二倍體細(xì)胞中,檢測(cè)單拷貝突變的生物學(xué)效應(yīng)是困難的,因?yàn)榱硪粋€(gè)拷貝是正常的并且用作“備用”。
由于本研究中描述的干細(xì)胞與卵細(xì)胞供體的遺傳匹配,它們還可用于開發(fā)基于細(xì)胞的治療疾病,例如失明,糖尿病或其他遺傳相同細(xì)胞提供治療優(yōu)勢(shì)的疾病。因?yàn)樗鼈兊倪z傳內(nèi)容與生殖細(xì)胞相當(dāng),所以它們也可能用于生殖目的。
“這項(xiàng)工作是一個(gè)突出的例子,表明不同大陸之間不同機(jī)構(gòu)之間的合作可以解決生物醫(yī)學(xué)中的基本問題,”該研究的主要合著者,兒科發(fā)育細(xì)胞生物學(xué)助理教授Dieter Egli博士說。哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心和NYSCF研究所的高級(jí)研究員和NYSCF-Robertson調(diào)查員。
這項(xiàng)由紐約干細(xì)胞基金會(huì),紐約州干細(xì)胞科學(xué)計(jì)劃和Azrieli基金會(huì)支持的研究強(qiáng)調(diào)了私人慈善事業(yè)在推進(jìn)尖端科學(xué)方面的重要性。
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