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

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

赫爾辛基大學的Timo Otonkoski教授和Karolinska學院和倫敦國王學院的Juha Kere教授已經(jīng)成功地通過激活細胞自身的基因?qū)⑵つw細胞轉(zhuǎn)化為多能干細胞。這是通過使用名為crispr的基因編輯技術(shù)實現(xiàn)的，這種技術(shù)可以用來激活基因。這種方法利用了一種被削弱了的Cas9“基因剪刀”，它實際上并不切斷DNA，因此可以用來激活基因表達，而不會改變基因組。CRISPR/Cas9可以用來激活基因。這對細胞重編程來說是一種很有吸引力的可能性，因為多個基因可以同時定位。

基于內(nèi)源性基因激活而不是過度表達的重新編程在理論上也是一種更能控制細胞命運的生理方式，可能會產(chǎn)生更多正常細胞。在這項研究中證明了設(shè)計一個CRISPR激活器系統(tǒng)是可能的，該系統(tǒng)允許對iPSC進行健壯的重新編程。成功的一個重要關(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)受精后人類胚胎發(fā)育的最早階段。利用這種技術(shù)，多能干細胞就像非常典型的早期胚胎細胞一樣。這一發(fā)現(xiàn)還表明，通過處理預(yù)期目標細胞類型的典型遺傳元素，可以改進許多其他重編程任務(wù)。這項技術(shù)可能會在生物儲存和其他組織技術(shù)應(yīng)用中找到實際應(yīng)用，此外這項研究為控制早期胚胎基因激活的機制開辟了新的視野。

博科園-科學科普|參考期刊：Nature Communications|來自：赫爾辛基大學