两部分系统将干细胞转变为您想要的任何东西

无论是使用胚胎干还是成体干细胞，强迫这些主细胞转化为所需的靶细胞并且完美无缺地繁殖是困难的。现在，一个国际研究团队有一个由两部分组成的系统，可以将细胞转化为目标，然后去除转化的残余物，只留下所需的DNA复制。

“人类多能干细胞存在的一个难点是你不能直接使用它们，”生物力学工程，生物学助理教授，宾夕法尼亚州哈克生命科学研究所成员肖俊廉说。“它们需要是功能性细胞类型。如果你有心脏病发作，你需要细胞来修复心脏壁。”

通常，从成体细胞和胚胎细胞诱导的多能干细胞接收化学信号以从干细胞变为功能细胞。多能干细胞可以转变为人体内的任何细胞。然而，这种天然细胞变化是DNA控制的一系列复杂触发因素的一部分。过去，研究人员已将DNA插入多能细胞进行转化，但插入DNA的残留物仍然存在。

在最近一期“科学报告”上发表的这项研究中，研究人员并没有整合一段能够告诉细胞转化的DNA，而是一种能够让细胞在蓝光照射下发出绿光的DNA。这种标记使研究人员能够看到DNA质粒被整合到细胞中，并且在移除后完全消失。质粒是一个圆形的DNA片段，含有控制细胞中基因表达的功能性DNA片段。

宾夕法尼亚州立大学生物工程博士生Lauren N. Randolph说：“我们想要探索转换开关的极限，并有能力控制转换后DNA的表达和去除水平。”

以前的方法包含了适当的DNA以开启转换，但没有完全去除所有插入的DNA。

研究人员正在使用Tet-On 3G诱导型PiggyBac系统，该系统是一种名为XLone的质粒，可实现插入，激活和去除。该系统的PiggyBac部分包括将DNA插入细胞DNA的DNA。Tet-On 3G部分包含必要的信令信息。该系统还使细胞对强力霉素更敏感，强力霉素是用于引发转化的药物。

“我们正在使用丰富的质粒多拷贝来增加它进入的可能性并完成它应该做的事情，并且实际上是通过细胞的繁殖来实现的，”Lian说。

如果只有一个或几个质粒插入细胞中，那么新DNA就可以被沉默。插入多个质粒可确保至少一个质粒起作用。

“我们系统的第一个优势是它没有任何泄漏表达，”伦道夫说。“如果我们不用强力霉素诱导系统，我们什么也得不到。”

第二个优点是，一旦细胞作为心脏细胞或神经细胞繁殖，可以去除质粒并且细胞继续繁殖而没有任何质粒系统的残余。

虽然研究人员目前正致力于了解和研究人类干细胞中的基因功能和定向细胞分化，但最终他们希望能够为一系列退行性疾病创建基于细胞的疗法。

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