可逆突變胚胎干細(xì)胞的生物庫
IMBA的科學(xué)家開發(fā)了一種可逆的突變胚胎干細(xì)胞生物庫,發(fā)表在最新一期的“ 自然”雜志上。這個細(xì)胞庫 - 稱為Haplobank--包含超過100,000個突變的條件性小鼠胚胎干細(xì)胞系,靶向約70%的蛋白質(zhì)編碼基因組。
遺傳篩選徹底改變了我們對生物過程和疾病機制的理解。最近的技術(shù)進(jìn)步擴大了在篩選之前破壞細(xì)胞群中基因功能的可用方法,從化學(xué)和插入誘變到RNA干擾,以及最近的CRISPR介導(dǎo)的基因組編輯。然而,RNA干擾和CRISPR介導(dǎo)的基因靶向通常遭受效率差和脫靶效應(yīng)。此外,大多數(shù)誘變方法是不可逆的 - 使得難以嚴(yán)格控制表面上相同細(xì)胞之間頻繁的遺傳和表觀遺傳差異。這些問題可能會混淆遺傳篩選的可重復(fù)性,解釋和整體成功。
近年來出現(xiàn)了對科學(xué)再現(xiàn)性和嚴(yán)謹(jǐn)性的主要擔(dān)憂。Amgen和Bayer以及重復(fù)性倡議一直無法復(fù)制許多備受矚目的癌癥研究。實際上,在兩個不同的實驗室中使用相同細(xì)胞系的實驗獲得不同結(jié)果并不罕見。出于各種原因可能出現(xiàn)這些不一致。無論如何,不??可重復(fù)的結(jié)果會浪費金錢,損害科學(xué)和科學(xué)家的可信度,延遲或取消進(jìn)展,包括開發(fā)有效的治療方法。
為了克服這些問題,IMBA的Penninger實驗室開發(fā)了一種可逆的突變胚胎干細(xì)胞生物庫。這個細(xì)胞庫 - 稱為Haplobank--包含超過100,000個突變的條件性小鼠胚胎干細(xì)胞系,靶向約70%的蛋白質(zhì)編碼基因組(近17,000個基因)。“Haplobank可供所有科學(xué)家使用,是迄今為止有史以來規(guī)模最大的半合子突變胚胎干細(xì)胞系庫。該資源克服了克隆變異引起的問題,因為突變可以在單細(xì)胞和全基因組范圍內(nèi)進(jìn)行修復(fù),”Ulrich解釋道。 Elling,首先是當(dāng)前出版物在Nature上的作者。
作為原理論證,作者進(jìn)行了遺傳篩選,以揭示感染鼻病毒所需的因素 - 鼻病毒是普通感冒的原因。他們發(fā)現(xiàn)鼻病毒需要先前未知的宿主細(xì)胞因子磷脂酶A2G16(PLA2G16)才能殺死細(xì)胞。此外,他們表明PLA2G16的特定結(jié)構(gòu)域是感染所必需的,并且可能是有吸引力的藥物靶標(biāo)。有趣的是,PLA2G16最近也被證明是成功感染相關(guān)病毒所必需的,包括脊髓灰質(zhì)炎病毒。
用于血管發(fā)育的新基因
在另一個原理驗證篩選中,作者利用胚胎干細(xì)胞的多潛能通過將它們分化為血管類器官來發(fā)揮作用。血管形成(血管生成)對于發(fā)育和組織維持以及癌癥等疾病至關(guān)重要。作者篩選了在Haplobank中代表的候選血管生成基因,并發(fā)現(xiàn)了影響類器官血管生長的多種新因子。重要的是,他們觀察到獨立克隆之間的強烈變異,突出了可修復(fù)誘變的優(yōu)勢,用于比較突變體與其基因修復(fù)的姐妹克隆。
“Haplobank可以用于篩選,對生物學(xué)和健康有全新的認(rèn)識。重要的是 - 因為基因敲除可以在我們的胚胎干細(xì)胞克隆中修復(fù) - 這種資源也可以實現(xiàn)良好控制,穩(wěn)健和可重復(fù)的驗證實驗。我們認(rèn)為這是一個鑒于目前為提高科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性所做的努力,這一關(guān)鍵點和貢獻(xiàn)。“ IMBA主任和最后一位作者Josef Penninger說。
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