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來(lái)自加州大學(xué)圣地亞哥分析的研究人員發(fā)展了一種能對(duì)人類(lèi)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行遺傳修飾的新方法，這種方法利用細(xì)菌人工染色體（bacterial artificial chromosomes）更換缺陷基因，從而有可能實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞系的快速增長(zhǎng)，用于人類(lèi)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(dǎo)這一研究的是加州大學(xué)圣地亞哥分校的徐陽(yáng)（Yang Xu，音譯）教授，其研究組主要從事胚胎干細(xì)胞機(jī)制，胚胎干細(xì)胞與癌細(xì)胞活動(dòng)關(guān)聯(lián)的研究工作。他表示，“這一新工具拓寬了整個(gè)人類(lèi)胚胎干細(xì)胞研究領(lǐng)域，目前我們只有非常少的一些有效方法，能對(duì)人類(lèi)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行遺傳學(xué)分析”。
迄今為止，大多數(shù)嘗試改變細(xì)胞遺傳修飾的方法效率都太低，而這一方法促進(jìn)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(gè)人類(lèi)胚胎干細(xì)胞系中，證明了這一方法的可操作性。
細(xì)菌人工染色體（bacterial artificial chromosomes，BAC）方法其實(shí)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(bǔ)了YAC的不足，很快在基因組研究中處于中心地位。近年來(lái)，已有多種BAC載體被構(gòu)建出來(lái)，這些BAC載體在復(fù)雜基因組大片段文庫(kù)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(cè)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(yīng)用。
利用這種方法，研究人員成功的替換了20％實(shí)驗(yàn)細(xì)胞的修飾基因，而目前遺傳修飾的傳統(tǒng)方法只能實(shí)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(jìn)行了引起共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張綜合征（ataxia angiectasia syndrome）的ATM基因，這些實(shí)驗(yàn)研究都說(shuō)明了這一方法能對(duì)人類(lèi)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行遺傳修飾。
Yang Xu研究組曾多次獲得胚胎干細(xì)胞的研究突破，他們之前發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞的一種用于避免發(fā)生遺傳損傷的干細(xì)胞分裂并將損傷傳遞給子細(xì)胞的機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)解開(kāi)了一個(gè)長(zhǎng)期困擾研究人員的秘密——胚胎干細(xì)胞如何能使出現(xiàn)遺傳損傷的細(xì)胞無(wú)法分裂。
研究人員在研究小鼠的胚胎干細(xì)胞時(shí)，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(xì)胞的遺傳穩(wěn)定性。他們還發(fā)現(xiàn)被小鼠胚胎干細(xì)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(dá)，這種基因?qū)Ω杉?xì)胞的自我更新是必須的。Nanog的抑制促使胚胎干細(xì)胞分化成其它類(lèi)型的細(xì)胞，即失去自我更新能力。
這些發(fā)現(xiàn)為研究胚胎干細(xì)胞遺傳特性開(kāi)辟新的道路，還為將來(lái)研究有關(guān)人類(lèi)復(fù)雜疾病的治療方法奠定了基礎(chǔ)，未來(lái)也許我們可以針對(duì)導(dǎo)致疾病的目標(biāo)基因進(jìn)行遺傳替換，從根本上治愈疾病。
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