娛樂城

CRISPR標記可提高從St派大金娛樂城em細胞生長的模型細胞的準確性

杜克大學的生物醫學工程師團隊創造了一種新方法,可以通過掌握基因調控網絡的語言將乾細胞轉變為所需的細胞類型。

將乾細胞編程為其他細胞類型並不是一個新主意。已經存在幾種方法,但是結果還有一些不足之處。通常,程序化干細胞在實驗室中培養時不能正確成熟,因此,尋找成年神經元細胞進行實驗的研究人員可能最終會得到胚胎神經元,而胚胎神經元將無法模擬遲發性精神病和神經退行性疾​​病。

“乍一看,這些細胞看起來似乎是正確的,”杜克大學博士Josh Black說。查爾斯·格斯巴赫(Charles Gersbach)實驗室負責這項研究的學生,“但他們經常缺少您想要的那些單元格中的一些關鍵屬性。”

使用CRISP基因編輯,魯斯家族生物醫學工程副教授兼高級基因組研究中心主任Gersbach領導的實驗室娛樂城app技術,創造了一種方法來識別哪些轉錄因子(基因活性的主要控制者)對於形成良好的神經元至關重要。

他們的作品出現在12月1日 細胞報告,證明了該方法製造成熟的成年神經元的潛力,但可用於編程任何細胞類型。

CRISPR技術最常用於編輯DNA序列,稱為“基因組編輯”,其中Cas9蛋白與引導RNA結合,引導RNA引導Cas9在特定位置切割DNA,從而導致DNA序列發生變化。格斯巴赫說:“ DNA編輯已廣泛用於改變基因序列,但這在基因被關閉的情況下無濟於事。”

不過,失活的Cas9(dCas9)蛋白將附著在DNA上而不切割。實際上,如果沒有其他分子附著或吸收它,它通常不會做任何事情。 Gersbach和他的同事先前已經報導了將不同分子結構域連接到dCas9蛋白罐上的多種方法,這些方法將告訴細胞打開基因並重塑染色質結構。

當布萊克(Black)加入格斯巴赫(Gersbach)的實驗室時,他對使用這些工具打開可以將一種細胞類型轉化為另一種細胞從而創建更好的疾病模型的基因感興趣。

在2016年,Black和Gersbach報導了一種使用基於CRISPR的基因激活劑來開啟基因網絡的方法,該基因網絡會將成纖維細胞(一種易於接觸的組成結締組織的細胞類型)轉化為神經元細胞。這項研究針對的是已知與神經元規格有關的基因網絡,但並未產生具有建立有效疾病模型所需的所有特性的細胞。但是,正確的g新娛樂城體驗金產生這些所需細胞的烯網絡尚不清楚,人類基因組中存在成千上萬種編碼的可能性。因此,Black和Gersbach設計了一種策略,可以在一個實驗中測試所有網絡。

他們從多能幹細胞開始,因為這種細胞類型應該能夠變成人體內的任何其他細胞。為了利用乾細胞製造成熟的神經元,該團隊設計了一旦成為神經元的干細胞就會發出紅色熒光。熒光越亮,對神經元命運的推動越強。然後,他們建立了一個匯集了數千個引導RNA的文庫,這些RNA靶向人類基因組中編碼轉錄因子的所有基因。轉錄因子是基因網絡的主要調節因子,因此要生成所需的神經元,必須將所有正確的轉錄因子都打開。

他們將CRISPR基因激活劑和引導RNA庫引入乾細胞,以便每個細胞僅接受單個引導RNA,因此打開了其特定的相應轉錄因子基因靶標。然後,他們根據它們變成紅色的方式對細胞進行分類,並對最多和最少紅色細胞中的指導RNA進行測序,從而告訴他們哪些基因打開後會使細胞或多或少地具有神經元的功能。

當他們分析了由引導RNA改造的干細胞的基因表達時,結果表明相應的細胞產生了更特異性和更成熟的神經元類型。他們還發現了同時靶向時共同起作用的基因。此外,實驗揭示了拮抗干細胞神經元功能的因素,當他們使用基於CRISPR的那些基因的阻遏物時,它們也可以增強神經元的規格。

但是,這些結果都只是在測量神經元標記。要知道這些工程細胞是否確實能重現更多成熟神經元的功能,就需要測試其傳輸電信號的能力。

為此,他們求助於Scott Soderling教授,George Barth Geller分子生物學研究傑出教授和杜克大學細胞生物學系主任。 Soderling實驗室的研究生Shataakshi Dube使用一種稱為膜片鉗電生理的技術來測量新形成的神經元內部的電信號。通過用非常小的移液管在細胞中戳一個小孔,她可以看到神經元內部,看看它是否正在傳輸稱為動作電位的電信號。如果是這樣,研究小組就知道神經元細胞已經成熟。實際上,為激活特定的一對轉錄因子基因而設計的神經元在功能上更成熟,更頻繁地發出更多的動作電位。

杜貝說:“我對這些幹細胞如何變成神經元感到好奇,但對此表示懷疑,但是,看到這些程序化細胞看起來像正常神經元的程度令人驚訝。”

從乾細胞到成熟神經元細胞的過程耗時7天,與其他耗時數週或數月的方法相比,大大縮短了時間。更快的時間表可能會極大地加快神經疾病新療法的開發和測試。

創建更好的細胞將以多種方式幫助研究人員。像阿爾茨海默氏病,帕金森氏病和精神分裂症之類的疾病最常見於成年人,並且難以研究,因為在實驗室中選擇合適的細胞具有挑戰性。這種新方法可以使研究人員更好地模擬這些疾病和其他疾病。它也可以幫助進行藥物篩選,因為不同的細胞對藥物的反應不同。

更廣泛地講,用於篩選轉錄因子基因和基因網絡的相同方法可用於改進製備任何細胞類型的方法,這對於再生醫學和細胞療法可能是可轉化的。

例如,Gersbach的小組報告了一種使用基於CRISPR的基因激活將人類幹細胞轉化為肌肉祖細胞的方法,這種方法可以在今年早些時候再生受損的骨骼肌組織。

Gersbach說:“這項工作的關鍵是開發利用基於CRISPR的DNA靶向的能力和可擴展性的方法,將任何功能編程到任何細胞類型中。” “通過leve911娛樂城肆虐我們基因組中已經編碼的基因網絡,我們對細胞生物學的控制得到了極大的改善。”

參考:Black JB,McCutcheon SR,Dube S等。通過CRISPR基因激活識別人類神經元細胞命運規範的主要調控因子和輔助因子娛樂城註冊送500 屏幕。 細胞。代表 2020; 33(108460)。 doi:10.1016 / j.celrep.2020.108460

本文已重新發布博客娛樂城選自以下材料。注意:材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息,請聯繫引用的來源。