我們的身體由許多不同種類(lèi)細(xì)胞組成，每個(gè)細(xì)胞都有各自的作用。日本科學(xué)家山中伸彌(Shinya Yamanaka)在2012年獲得諾貝爾獎(jiǎng)(Nobel Prize)之前就發(fā)現(xiàn)，成年皮膚中的細(xì)胞可以轉(zhuǎn)化為早期胚胎的典型細(xì)胞，即所謂的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(induced pluristem cells, iPSC)，這個(gè)過(guò)程叫做重新編程。到目前為止，重新編程只有通過(guò)引入關(guān)鍵的基因來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些基因被稱(chēng)為山中因子，被人為地植入皮膚細(xì)胞中，在那里它們根本就不活躍。

CRISPRa重新編程誘導(dǎo)多能干細(xì)胞菌落，染色為多能標(biāo)記表達(dá)。圖片：Otonkoski Lab / University of Helsinki

赫爾辛基大學(xué)的Timo Otonkoski教授和Karolinska學(xué)院和倫敦國(guó)王學(xué)院的Juha Kere教授已經(jīng)成功地通過(guò)激活細(xì)胞自身的基因?qū)⑵つw細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞。這是通過(guò)使用名為crispr的基因編輯技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，這種技術(shù)可以用來(lái)激活基因。這種方法利用了一種被削弱了的Cas9“基因剪刀”，它實(shí)際上并不切斷DNA，因此可以用來(lái)激活基因表達(dá)，而不會(huì)改變基因組。CRISPR/Cas9可以用來(lái)激活基因。這對(duì)細(xì)胞重編程來(lái)說(shuō)是一種很有吸引力的可能性，因?yàn)槎鄠€(gè)基因可以同時(shí)定位。

基于內(nèi)源性基因激活而不是過(guò)度表達(dá)的重新編程在理論上也是一種更能控制細(xì)胞命運(yùn)的生理方式，可能會(huì)產(chǎn)生更多正常細(xì)胞。在這項(xiàng)研究中證明了設(shè)計(jì)一個(gè)CRISPR激活器系統(tǒng)是可能的，該系統(tǒng)允許對(duì)iPSC進(jìn)行健壯的重新編程。成功的一個(gè)重要關(guān)鍵因素是激活了一種關(guān)鍵的遺傳元素，這種元素早前被發(fā)現(xiàn)可以調(diào)節(jié)受精后人類(lèi)胚胎發(fā)育的最早階段。利用這種技術(shù)，多能干細(xì)胞就像非常典型的早期胚胎細(xì)胞一樣。這一發(fā)現(xiàn)還表明，通過(guò)處理預(yù)期目標(biāo)細(xì)胞類(lèi)型的典型遺傳元素，可以改進(jìn)許多其他重編程任務(wù)。這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)在生物儲(chǔ)存和其他組織技術(shù)應(yīng)用中找到實(shí)際應(yīng)用，此外這項(xiàng)研究為控制早期胚胎基因激活的機(jī)制開(kāi)辟了新的視野。

博科園-科學(xué)科普|參考期刊：Nature Communications|來(lái)自：赫爾辛基大學(xué)