Cell子刊解读!开辟出新型CRISPR标志技巧或能进步应用干细胞培育出形式细胞的精确性!

2020年12月8日 讯 /100医药网BIOON/ --日前，一篇登载在国际杂志Cell Reports上题为“Master Regulators and Cofactors of Human Neuronal Cell Fate Specification Identified by CRISPR Gene Activation Screens”的研讨申报中，来自杜克年夜学等机构的迷信家们经过控制基因调理收集的“说话”开辟了一种新办法能将干细胞转化成为想要的细胞类型。将干细胞转化成为其它类型的细胞并不是一个新的设法主意，今朝曾经存在多种办法，但其所获得的成果依然有一些值得改良的处所；平日情形下，当在试验室培育进程中，法式化的干细胞并不克不及准确成熟，是以研讨人员就须要寻觅用于试验的成体神经细胞来最终获得胚胎神经元，而胚胎神经元无法模仿迟发性的精力疾病和神经退行性疾病。

研讨者Josh Black说道，这些细胞乍一看能够是对的，但他们往往短少一种你所想要的症结细胞属性，应用CRISPR基因编纂技巧，我们就能开辟出新办法来辨认出哪些转录因子（基因火星的次要掌握器）能协助制作好的神经元。这项研讨中研讨者开辟出了可以制作成熟成体神经元的新办法，今朝该办法能用于编程任何类型的细胞。CRISPR技巧平日用于编纂DNA序列，也就是年夜家俗称的基因编纂，个中Cas9卵白能与导向RNA联合并指点其切割特定位点的DNA，进而招致DNA序列的改动，DNA编纂若何曾经被普遍用于改动基因的序列，但在基因被封闭的情形下其似乎并不克不及发扬感化。

一种掉活的Cas9卵白（dCas9）能附着在不克不及切割的DNA位点上。实践上，假如没有另一种分子衔接或招募到它，其就不会发扬任何感化；此前研讨人员报道了多种办法将分歧的分子构造域吸附到dCas9卵白上，从而来告知细胞开启基因或重塑染色质的构造；研讨人员十分感兴味应用开启基因表达的特别对象将一种细胞类型转化为能发明出更好的疾病模子的另一种细胞类型。

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2016年，研讨者Black等人报道了一种办法，其能应用基于CRISPR的基因激活子来开启基因收集的表达，从而将构成结缔组织中最轻易取得的细胞类型—成纤维细胞转化成为神经元细胞。本文研讨中，研讨人员旨在经过靶向感化与神经元分化相干的基因收集，但并未发生具有能制作无效疾病模子所需的一切特征的细胞；但是生成所需细胞的准确基因收集是未知的，而人类基因组中编码的能够性或许无数千种，为此研讨人员设计出了一种战略来在单一试验中检测一切的收集。

起首他们多无能细胞开端，这品种型的细胞能在机体直达化成为任何一种细胞，为了应用干细胞制作成熟的神经元细胞，研讨人员对干细胞停止工程化润饰，一旦其改变成为神经元就会收回白色的荧光，荧光越亮，这种神经元推进的命运就越强，随后研讨人员制作出了一个由数千条导向RNAs构成的聚集文库，这些RNAs可以针对人类基因组中一切编码转录因子的基因。研讨人员向干细胞中引入了CRISPR基因激活剂和导向RNA文库以便每一种细胞仅可以接纳一种单一的导向RNA，从而就可以开启特定对应的转录因子基因靶点，随后研讨人员依据细胞变红的水平对其停止分类，并对最红和最不红的细胞中的导向RNAs停止测序，这或许就能告知他们那些基因在开启后会使得细胞酿成更多或更少的神经元细胞。当研讨人员对应用导向RNAs工程化的干细胞的基因表达停止剖析时，研讨成果标明，响应的细胞发生了更详细、更成熟的神经元类型，当同时针对一些基因时，这些基因也会一路发扬感化，此外，研讨者在试验室中还提醒了一些拮抗干细胞神经元“许诺”的身分，当他们应用基于CRISPR的克制剂时，或许就能加强神经元的分化。但是，这些成果都只是测定神经元的标记物，要想晓得能否这些工程化的细胞真地可以重现更多成熟神经元细胞的功效，研讨人员还须要检测其传输电旌旗灯号的才能。

于是研讨人员开端应用一种名为膜片钳电心理学技巧（patch clamp electrophysiology）来测定重生神经元细胞中的电旌旗灯号，经过应用十分小的习气在细胞上戳一个洞，研讨者就可以不雅察神经元的外部并剖析能否其可以传输被称为举措电位的电旌旗灯号，假如是如许的话，研讨人员就晓得神经元细胞曾经正常成熟了。实践上，被设计用来激活一对转录因子基因的神经元在功效上或许加倍成熟，其能加倍频仍地释放出更多举措电位；研讨者Dube说道，我十分猎奇这些干细胞是若何转化成为神经元的，但看到这些重编程的细胞看起来就像是正常的神经元，我就认为弗成思议。

从干细胞转化为成熟神经元细胞的进程须要7地利间，比拟其它须要破费数周或数月的办法比拟，这种新技巧年夜年夜延长了工夫框架，这种更快的工夫轴或能协助加快医治神经零碎疾病的疗法和新型检测技巧的开辟。制作出更好的细胞或能在好多方面协助迷信家们，诸如阿尔兹海默病等多种疾病平日好发于成年人，并且因为在试验室中很难制作出适合的细胞，研讨人员经常对这些疾病难以研讨。本文研讨中，研讨人员所开辟出的新办法就可以更好地对这些疾病停止建模，同时还能协助停止药物挑选等。