Nature子刊：全局DNA甲基化重塑技術(shù)幫助檢驗(yàn)體外實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪欠裼行?/h1>

時(shí)間：2019/1/17閱讀：320

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深圳子科生物報(bào)道：一些神經(jīng)疾病的發(fā)病率正在攀升，特別是那些與衰老有關(guān)的疾病，如阿爾茲海默癥和帕金森。為了更好地了解這些疾病，評估潛在新療法，生物學(xué)家需要能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究的模型。

來自Salk和Stanford的研究人員，與Baylor醫(yī)學(xué)院的合作者證明，用之前發(fā)表的方法誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞，與大腦中自然發(fā)育的神經(jīng)元具有相匹配的分子特征。

這項(xiàng)研究發(fā)表在1月15出版的eLife雜志，為更好地模擬個(gè)體患者疾病打開了大門。

兩位通訊作者之一、Salk研究所教授Joseph Ecker表示，這項(xiàng)研究正在為實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造神經(jīng)元的佳方式繪制路線圖。通過將細(xì)胞重編程為神經(jīng)元，你可以潛在地了解到這些疾病如何在細(xì)胞水平上發(fā)揮作用，特別是由遺傳變化驅(qū)動(dòng)的疾病。

 Joseph Ecker和Chongyuan Luo

研究使用的細(xì)胞名叫成纖維細(xì)胞，它構(gòu)成了動(dòng)物大部分的結(jié)締組織，在傷口愈合中起重要作用。研究人員一直在研究如何在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中將成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元細(xì)胞，直到現(xiàn)在他們還不知道這些新產(chǎn)生的神經(jīng)元是否與大腦中自然生長的神經(jīng)元準(zhǔn)確對應(yīng)。

該論文的合著者Stanford大學(xué)的Marius Wernig發(fā)明了一種利用匹配表觀基因組誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞生長為神經(jīng)元的技術(shù)。在這種方法下，誘導(dǎo)神經(jīng)元不涉及多能性中間產(chǎn)物，而是從成纖維細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元。

“細(xì)胞工程的一個(gè)重要問題是，如何知曉你的產(chǎn)品的質(zhì)量，”Ecker實(shí)驗(yàn)室的博后學(xué)者、文章共同一作Chongyuan Luo說。“如果我們利用成纖維細(xì)胞制造神經(jīng)元，我們想知道它們?nèi)绾闻c大腦中的神經(jīng)元相比較。我們特別感興趣的是在表觀基因組水平上觀察這些細(xì)胞。”

表觀基因組（epigenome）由附著在DNA上的化學(xué)物質(zhì)組成，當(dāng)基因被激活并轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)時(shí)，這些化學(xué)物質(zhì)會(huì)對DNA進(jìn)行調(diào)節(jié)。誘導(dǎo)神經(jīng)元和自然生長神經(jīng)元的表觀基因組之間的差異可能導(dǎo)致產(chǎn)物的不同特征，將直接影響神經(jīng)元行為模型的準(zhǔn)確性。

利用Ecker實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的MethylC-seq技術(shù)，研究人員得以觀察到基因組中每個(gè)與甲基相連的化學(xué)基團(tuán)的位置。經(jīng)證實(shí)，這些被誘導(dǎo)而成的神經(jīng)元具有與天然大腦神經(jīng)元相匹配的表觀基因組。

“這項(xiàng)研究是在小鼠細(xì)胞中進(jìn)行的，我們計(jì)劃使用相同的策略研究人類細(xì)胞誘導(dǎo)神經(jīng)元，”Salk研究所基因組分析實(shí)驗(yàn)室主任Ecker說。他還計(jì)劃與同事合作應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)觀察人類細(xì)胞以更好地了解衰老相關(guān)認(rèn)知衰退。

原文檢索：Global DNA methylation remodeling during direct reprogramming of fibroblasts to neurons

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