誘導(dǎo)多能干細胞是對成熟細胞重編程得到的,像胚胎干細胞一樣具備分化成多種細胞的潛力,可用于修復(fù)受損的組織和器官。CRISPR基因編輯技術(shù)能精確查找一串代碼在基因組中的位置,進行刪除或修改。
每個細胞都擁有生物的全套基因組,其具體身份和功能取決于哪些基因處于工作狀態(tài)。比如,在皮膚細胞里,與皮膚功能相關(guān)的基因打開,其他基因關(guān)閉。要把它變成干細胞,就要關(guān)閉皮膚相關(guān)基因,打開與干細胞功能相關(guān)的基因。
2006年,格萊斯頓高級研究員山中伸彌博士用4種被稱為轉(zhuǎn)錄因子的關(guān)鍵蛋白處理普通的皮膚細胞,制造出了誘導(dǎo)多能干細胞。這些轉(zhuǎn)錄因子可改變各基因的工作狀態(tài)。在上述研究的基礎(chǔ)上,格萊斯頓高級研究員丁盛(音譯)團隊不使用轉(zhuǎn)錄因子,而是通過向細胞添加化學(xué)品混合物,制造出了誘導(dǎo)多能干細胞。
在最新研究中,丁盛團隊又提供了制造誘導(dǎo)多能干細胞的第三種方法——使用CRISPR基因調(diào)控技術(shù),直接操縱細胞的基因組。他們選取了兩個只在干細胞中表達、且對多能特性至關(guān)重要的基因Oct4和Sox2,這兩個基因能打開與干細胞功能相關(guān)的其他基因,并關(guān)閉無關(guān)基因。實驗表明,用CRISPR激活兩個基因中的任意一個,都能觸發(fā)細胞重編程,使其變身為誘導(dǎo)多能干細胞,而激活操作只需對基因代碼進行一處修改。
丁盛說:“新方法與之前的截然不同,可幫助我們更簡單快捷地制造出誘導(dǎo)多能干細胞,或許也能將皮膚細胞直接重編程為心臟細胞或腦細胞等。”
該研究發(fā)表于《細胞·干細胞》雜志。