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基因靶向技术扩展到干细胞

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通过使鼠标成为基因操纵的坩埚和人类疾病的窗口,帮助革新现代生物学的技术已经扩展到人类胚胎干(ES)细胞。在今天(2月10日)在“生物技术”杂志的在线版本中发表的一项研究中,来自威斯康星大学麦迪逊分校的一组科学家报告说,他们已经开发出在干细胞中重组DNA片段的方法。

来自威斯康星大学:
将基因靶向技术扩展到干细胞

通过使小鼠成为基因操作的坩埚和人类疾病的窗口,帮助革命化现代生物学的技术已经扩展到人类胚胎干细胞ES)细胞。
在今天(2月10日)在“自然 - 生物技术”期刊上发表的一项研究中,来自威斯康星大学麦迪逊分校的一个科学家小组报告说,它已经开发出在干细胞内重组DNA片段的方法。

通过在人类胚胎干细胞的DNA中引入科学术语中称为同源重组的技术,现在可以操纵人类基因组的任何部分来研究基因功能并在实验室菜中模拟人类疾病。威斯康星州的研究人员Thomas P. Zwaka和他的同事们写道:“事实上,同源重组是人ES细胞作为基础研究工具所必需的基本技术之一,对ES细胞移植和基因治疗具有重要意义。汤姆森,这项新研究的作者詹姆斯一世。

该技术长期以来一直用于小鼠,近年来最为人所知的是其用于产生基因组已经通过消除一个或多个基因而被修饰的小鼠。被称为“敲除”的基因改变小鼠对于哺乳动物基因功能的研究变得非常重要,并且已经被用于探索从肥胖和其他病症的基本机制到确定支撑许多不同疾病的基因的所有事情。

根据自然生物技术报告的主要作者Zwaka和James Thomson实验室工作的研究科学家的说法,小鼠胚胎干细胞和人类胚胎干细胞之间的显着差异直到现在都阻碍了该技术在人类ES细胞中的应用。汤姆森是五年前第一个分离和培养人类胚胎干细胞的人。 Zwaka说:“这对人类ES细胞领域是一大好处。 “这意味着我们可以在实验室中模拟各种基因疾病 - 几乎所有这些疾病。”

为了证明,由Zwaka和Thomson领导的研究小组能够从人类基因组中去除引起罕见遗传综合征称为Lesch-Nyhan,这是一种导致酶缺乏的症状,并通过自我伤害行为(如嘴唇和手指咬伤和头部撞击)表现在受害者身上。

人类ES细胞来源的基因研究与小鼠研究相比是重要的,因为尽管小鼠和人类之间有许多遗传相似性,但它们并不相同。 Zwaka说,人类的基因在临床意义上与相应的小鼠基因有所不同。编码Lesch-Nyhan的基因就是这样的一个基因,因为没有酶的小鼠不会显示在基因不产生酶的人类中发现的疾病的显着症状。

新工作的另一个关键方面是它可以加快产生可用于治疗的细胞的努力。干细胞的大量宣传和承诺集中在它们分化成人体内所有220种细胞的潜力上。如果科学家们能够引导干细胞 - 这些干细胞开始成为空白的石板 - 成为神经元,心脏细胞,血细胞或任何其他类型的细胞的发育途径,医学可能获得无限量的组织和细胞供应,可用于治疗基于细胞的疾病,如帕金森病,糖尿病或心脏病。通过基因操作,“标记”基因现在可以被插入用于特定发育命运的干细胞的DNA中。该基因的存在或缺失将帮助临床医生分选细胞 治疗。 Zwaka说:“这种”敲入“将有助于从混合人群中纯化特定的ES细胞来源的细胞类型。 “这一切都是关于细胞谱系。你会想要多巴胺神经元。你会想要心脏细胞。我们认为这项技术对于使我们达到这一点非常重要。“

干细胞的遗传操作也是避免移植医学最大的缺陷的途径:克服免疫系统对外来细胞或组织的反应。现在将组织或器官移植到人体内时,药物被施用以抑制免疫系统,并且患者经常需要终身治疗以防止组织被排斥。

通过遗传操作,可能会掩盖细胞,免疫系统不会将其识别为外来组织。



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