| 導(dǎo)讀 | 被譽(yù)為“世紀(jì)發(fā)現(xiàn)”的基因編輯工具CRISPR革新了生物醫(yī)學(xué)研究。從探索基因功能,，到用于疾病治療，再到化身診斷工具,，“魔剪”似乎“*”,。近日，來自芬蘭的一個科學(xué)家小組又發(fā)現(xiàn),，一種基于CRISPR的新技術(shù)能夠?qū)⑵つw細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞,，開辟了“魔剪”的新應(yīng)用領(lǐng)域！ |
圖片來源：Nature Communications
7月6日,，發(fā)表在Nature Communications雜志上題為“Human pluripotent reprogramming with CRISPR activators”的研究中,，由赫爾辛基大學(xué)Timo Otonkoski博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊通過激活細(xì)胞自身的基因?qū)⑵つw細(xì)胞轉(zhuǎn)化成了多能干細(xì)胞。
在此之前,，細(xì)胞重編程（reprogramming）只有在向皮膚細(xì)胞人工引入被稱為“山中因子”（Yamanaka factors）的關(guān)鍵基因時才可能實(shí)現(xiàn),。山中，即為日本科學(xué)家山中伸彌（ Shinya Yamanaka）,，2012年,，他與英國科學(xué)家John B. Gurdon因發(fā)現(xiàn)成熟細(xì)胞可被重編程為多能性的細(xì)胞獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
具體來說,，在這項(xiàng)研究中,，Otonkoski博士等使用了一種被稱為CRISPRa（CRISPR-Cas9-based gene activation）的基因編輯技術(shù)，該技術(shù)并不會像傳統(tǒng)的CRISPR-Cas9一樣切割DNA，而是會在不改變基因組的情況下激活基因表達(dá),。
由于具有高度多路復(fù)用能力（ high multiplexing capacity）以及內(nèi)源位點(diǎn)直接靶向性,，CRISPRa已成為用于細(xì)胞重編程的一種吸引力的工具。
CRISPRa-reprogrammed induced pluripotent stem cell colonies stained for pluripotency marker expression. [Otonkoski Lab/University of Helsinki]
該研究證實(shí),，利用CRISPRa靶向內(nèi)源性O(shè)CT4,、SOX2、KLF4,、MYC以及LIN28A啟動子能夠?qū)⒃既祟惼つw成纖維細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（induced pluripotent stem cells,，iPSCs）。
此外,，通過額外靶向一個保守的富含Alu基序（Alu-motif）的參與胚胎基因組激活的附近基因,，較低的基礎(chǔ)重編程效率能夠被提高一個數(shù)量級。而這種效應(yīng)在一定程度上是由NANOG和REX1更有效的激活所介導(dǎo)的,。
圖片來源：默克
這些數(shù)據(jù)表明,，僅利用CRISPRa，人類體細(xì)胞就能夠被重編程為iPSCs,。更值得一提的是,，利用CRISPRa獲得的多能干細(xì)胞與典型的早期胚胎細(xì)胞非常相似。
“CRISPR/Cas9能夠被用于激活基因,，對細(xì)胞重編程來說,，這是一種很有吸引力的可能性，因?yàn)槎鄠€基因可以同時被靶向,。此外,，理論上來說，基于激活內(nèi)源性基因而不是過表達(dá)轉(zhuǎn)移基因（transgenes）的重編程可能會導(dǎo)致更多正常的細(xì)胞,?；谶@項(xiàng)新成果，我們認(rèn)為,，未來設(shè)計出更好的,、用于重編程的CRISPR激活系統(tǒng)是可能的。”Otonkoski博士總結(jié)道,。
參考資料：
New CRISPR Approach Converts Skin Cells into Pluripotent Stem Cells
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012
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