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可逆突变胚胎干细胞的生物库

2018-12-21 09:34:21 • 来源：

IMBA的科学家开发了一种可逆的突变胚胎干细胞生物库，发表在最新一期的“ 自然”杂志上。这个细胞库 - 称为Haplobank--包含超过100,000个突变的条件性小鼠胚胎干细胞系，靶向约70%的蛋白质编码基因组。

可逆突变胚胎干细胞的生物库

遗传筛选彻底改变了我们对生物过程和疾病机制的理解。最近的技术进步扩大了在筛选之前破坏细胞群中基因功能的可用方法，从化学和插入诱变到RNA干扰，以及最近的CRISPR介导的基因组编辑。然而，RNA干扰和CRISPR介导的基因靶向通常遭受效率差和脱靶效应。此外，大多数诱变方法是不可逆的 - 使得难以严格控制表面上相同细胞之间频繁的遗传和表观遗传差异。这些问题可能会混淆遗传筛选的可重复性，解释和整体成功。

近年来出现了对科学再现性和严谨性的主要担忧。Amgen和Bayer以及重复性倡议一直无法复制许多备受瞩目的癌症研究。实际上，在两个不同的实验室中使用相同细胞系的实验获得不同结果并不罕见。出于各种原因可能出现这些不一致。无论如何，不​​可重复的结果会浪费金钱，损害科学和科学家的可信度，延迟或取消进展，包括开发有效的治疗方法。

为了克服这些问题，IMBA的Penninger实验室开发了一种可逆的突变胚胎干细胞生物库。这个细胞库 - 称为Haplobank--包含超过100,000个突变的条件性小鼠胚胎干细胞系，靶向约70%的蛋白质编码基因组(近17,000个基因)。“Haplobank可供所有科学家使用，是迄今为止有史以来规模最大的半合子突变胚胎干细胞系库。该资源克服了克隆变异引起的问题，因为突变可以在单细胞和全基因组范围内进行修复，”Ulrich解释道。 Elling，首先是当前出版物在Nature上的作者。

作为原理论证，作者进行了遗传筛选，以揭示感染鼻病毒所需的因素 - 鼻病毒是普通感冒的原因。他们发现鼻病毒需要先前未知的宿主细胞因子磷脂酶A2G16(PLA2G16)才能杀死细胞。此外，他们表明PLA2G16的特定结构域是感染所必需的，并且可能是有吸引力的药物靶标。有趣的是，PLA2G16最近也被证明是成功感染相关病毒所必需的，包括脊髓灰质炎病毒。

用于血管发育的新基因

在另一个原理验证筛选中，作者利用胚胎干细胞的多潜能通过将它们分化为血管类器官来发挥作用。血管形成(血管生成)对于发育和组织维持以及癌症等疾病至关重要。作者筛选了在Haplobank中代表的候选血管生成基因，并发现了影响类器官血管生长的多种新因子。重要的是，他们观察到独立克隆之间的强烈变异，突出了可修复诱变的优势，用于比较突变体与其基因修复的姐妹克隆。

“Haplobank可以用于筛选，对生物学和健康有全新的认识。重要的是 - 因为基因敲除可以在我们的胚胎干细胞克隆中修复 - 这种资源也可以实现良好控制，稳健和可重复的验证实验。我们认为这是一个鉴于目前为提高科学研究的严谨性所做的努力，这一关键点和贡献。“ IMBA主任和最后一位作者Josef Penninger说。

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