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世界首創! CRISPR 調控單一基因位點生成幹細胞!

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近日,美國格萊斯頓研究所(Gladstone Institute)研究員丁勝(Sheng Ding)博士使用 CRISPR 技術,活化了與幹細胞分化有關的轉錄因子基因——Oct4 或 Sox2,進而促使小鼠皮膚纖維母細胞(fibroblast)轉變成誘導性多功能幹細胞(induced pluripotent stem cells,簡稱 iPSC),這是人類首次第一次使用 CRISPR 產生幹細胞,此研究刊登於《細胞》(Cell)期刊。

該研究團隊指出,他們使用了 dCas9-SunTag-VP 系統和 dCas9-SunTag-p300core 等二種 CRISPR 系統,精確地標靶出 Oct4 和 Sox2 的內源基因位點(endogenous gene loci)並且重組它們的染色體。他們也發現標靶 Sox2 的單基因位點,就能重組和活化 Sox2 表現,進而誘導其他多功能基因並且建立多功能性網絡。同時,他們也重組 Oct4 啟動子(promotor)和強化子(enhancer)也能引發細胞的重新編程(reprogramming)。最後,他們標靶 Oct4 基因位點上的組蛋白(histone),使它乙醯化(acetylation),也能促使細胞的重新編程。

丁博士指出,該研究採用新的方法,與之前產生 iPSC 的方法,有一些根本上的不同。在該研究開始的時候,他們並不認為這能成功,但是他們仍至少嘗試回答問題:只要解開基因體的特定位置,你能重新編程一個細胞嗎?結果顯然是肯定的。 丁博士也進一步指出,科學家使用某種方法產生 iPSCs 時,可能會遭遇到挑戰或困難,他們的研究提供了一個新的選擇來幫助其他科學家。此外,他們的研究也能建立更容易產生 iPSCs 的方法,未來也能直接重新編程皮膚細胞轉變成其他細胞,例如:心肌細胞或腦細胞。

簡言之,該研究不僅提供了一種全新產生 iPSC 的方法,也幫助人們明白表觀遺傳修飾調控細胞分化的機制。

延伸閱讀:皮膚細胞幫幫忙,罕見肌肉疾病有救了!

參考文獻:
1. http://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(17)30501-5
2. https://www.genengnews.com/gen-news-highlights/crispr-activation-of-single-genes-turns-skin-cells-to-stem-cells/81255399

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