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來自加州大學圣地亞哥分析的研究人員發(fā)展了一種能對人類胚胎干細胞進行遺傳修飾的新方法，這種方法利用細菌人工染色體（bacterial artificial chromosomes）更換缺陷基因，從而有可能實現(xiàn)干細胞系的快速增長，用于人類遺傳疾病，以及治療手段篩選的研究。這一研究成果公布在《Cell Stem Cell》雜志上。
領(lǐng)導這一研究的是加州大學圣地亞哥分校的徐陽（Yang Xu，音譯）教授，其研究組主要從事胚胎干細胞機制，胚胎干細胞與癌細胞活動關(guān)聯(lián)的研究工作。他表示，“這一新工具拓寬了整個人類胚胎干細胞研究領(lǐng)域，目前我們只有非常少的一些有效方法，能對人類胚胎干細胞進行遺傳學分析”。
迄今為止，大多數(shù)嘗試改變細胞遺傳修飾的方法效率都太低，而這一方法促進了這一領(lǐng)域的發(fā)展，研究人員利用這種方法成功的將p53基因的缺陷拷貝轉(zhuǎn)入一個人類胚胎干細胞系中，證明了這一方法的可操作性。
細菌人工染色體（bacterial artificial chromosomes，BAC）方法其實是大家都已經(jīng)比較熟悉的一種方法，這種第二代大片段DNA的克隆載體系統(tǒng)因其嵌合率低，遺傳穩(wěn)定性好，重組DNA容易分離和制備，轉(zhuǎn)化效率高等彌補了YAC的不足，很快在基因組研究中處于中心地位。近年來，已有多種BAC載體被構(gòu)建出來，這些BAC載體在復雜基因組大片段文庫的構(gòu)建，基因的圖位克隆，基因組物理圖譜的構(gòu)建，基因和基因組測序，基因組織結(jié)構(gòu)分析以及基因的遺傳轉(zhuǎn)化和調(diào)控研究中得到了廣泛的應用。
利用這種方法，研究人員成功的替換了20％實驗細胞的修飾基因，而目前遺傳修飾的傳統(tǒng)方法只能實現(xiàn)不到1％的成功率。研究小組除了替換了的抑癌基因——p53，而且還進行了引起共濟失調(diào)毛細血管擴張綜合征（ataxia angiectasia syndrome）的ATM基因，這些實驗研究都說明了這一方法能對人類胚胎干細胞進行遺傳修飾。
Yang Xu研究組曾多次獲得胚胎干細胞的研究突破，他們之前發(fā)現(xiàn)了干細胞的一種用于避免發(fā)生遺傳損傷的干細胞分裂并將損傷傳遞給子細胞的機制。這一發(fā)現(xiàn)解開了一個長期困擾研究人員的秘密——胚胎干細胞如何能使出現(xiàn)遺傳損傷的細胞無法分裂。
研究人員在研究小鼠的胚胎干細胞時，發(fā)現(xiàn)具有重要的抑癌作用的p53蛋白還能用于維持胚胎干細胞的遺傳穩(wěn)定性。他們還發(fā)現(xiàn)被小鼠胚胎干細胞中的DNA損傷活化的p53直接抑制了一種叫做Nanog基因的表達，這種基因?qū)Ω杉毎淖晕腋率潜仨毜?。Nanog的抑制促使胚胎干細胞分化成其它類型的細胞，即失去自我更新能力。
這些發(fā)現(xiàn)為研究胚胎干細胞遺傳特性開辟新的道路，還為將來研究有關(guān)人類復雜疾病的治療方法奠定了基礎(chǔ)，未來也許我們可以針對導致疾病的目標基因進行遺傳替換，從根本上治愈疾病。
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