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一种稳定动物细胞单倍体的方法

近年来第一批哺乳动物单倍体细胞系的出现引起了科学界的极大期待。尽管它们有潜力,但这些培养物存在一些使其使用复杂化的问题,因为单倍体不稳定并且可能很快丢失。西班牙国家癌症研究中心(CNIO)的基因组不稳定小组对这一现象作出了解释,并提出了克服这一现象的方法。这项工作已发表在“ 美国国家科学院院刊”(PNAS)上。

一种稳定动物细胞单倍体的方法

除精子或胚珠外,细胞含有两组染色体,每组染色体一条。然而,具有单组染色体(单倍体)的生物,例如酵母,对于遗传研究非常有用,并且在鉴定关键基因和途径中是至关重要的。实验室酵母能够通过Yoshinori Ohsumi进行自噬研究,这使他获得了2016年诺贝尔医学奖,以及诺贝尔奖获得的细胞周期调控基因。

“由于[酵母]只有一组染色体,因此很容易找到有趣的突变体,因为所有你需要做的就是改变一个等位基因以产生一种表型,”基因组不稳定性负责人OscarFernández-Capetillo说道。集团和研究项目的领导者。“在哺乳动物中,在没有单倍体细胞的情况下,其他方法已用于鉴定关键基因,如干扰RNA,但它们是次优方法。所有这些都改变了五年前在白血病患者中发现单倍体细胞时( KBM7和HAP1)以及创造哺乳动物单倍体胚胎干细胞的技术的出现,最初由Anton Wutz开发,“Fernández-Capetillo继续说道。

然而,这种哺乳动物单倍体细胞的培养物在几天内变成二倍体。这种被称为“二倍化”的现象正是费尔南德斯 - 卡佩蒂洛的研究小组所研究的。他们的研究结果表明,单倍体细胞的丧失是由于其有限的活力,因此,它们被培养物中的现有二倍体细胞所取代。

“当你试图分离单倍体细胞时,很难只取一个;你通常将几个细胞分开,所以你总是拖着二倍体。当你培养它们时,你总是观察到单倍体细胞死亡,二倍体细胞成为大多数,“ 他说。“我们现在知道这是因为单倍体细胞通过p53激活死亡机制。”

他们的研究表明,当单倍体细胞在有丝分裂期间试图分离它们的染色体时会出现问题。参与细胞分裂的机器设计用于处理固定量的DNA(46条染色体)。当存在更多(多倍体)或更少(单倍体)时,有丝分裂在染色体分离期间更容易出错,并且这激活p53。这就是为什么单倍体细胞培养不能繁殖的原因。通过消除p53,正如本研究所示,单倍体细胞能够存活。

作者总结说:“我们的研究结果应该有助于动物单倍体细胞的使用,使它们可以被更广泛的实验室和技术使用。” 目前,该小组正试图发现动物细胞中稳定单倍体的化学形式,并且正在探索能够产生仅具有母系染色体组织的器官甚至动物的策略。

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