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全基因功能组技术 精选

已有 7111 次阅读 2013-8-19 08:05 |个人分类:生活点滴|系统分类:海外观察|关键词:可操作性,基因组,美国,技术,而且| 基因组, 美国, 技术, 而且, 可操作性

这一技术应该归类为组学研究领域,而且应该属于目前唯一功能组学研究。过去的组学研究如蛋白组学、转录组学和代谢组学,只属于描述组学。

全文阅读: nature12464.pdf

描述性研究自身的缺陷在于,某一分子,无论是蛋白、基因表达和代谢产物的改变和幅度,都不能直接说明这种变化的功能意义,某一基因表达增强前度并不等价于这种变化的功能作用,因为每种分子的重要性并不一致。为了解决组学的这一缺陷,过去的技术是利用多种组学的相互配合,例如基因转录增强,利用蛋白组学来证明这些转录的产物也有改变。蛋白表达增加,为证明这些蛋白的功能,利用代谢组学来显示这些蛋白产生的作用。但是,体内的分子不是线性改变,是一个复杂的网络,上述方法也不能避免许多猜测臆断的成分。为确定某些重要变化的意义,仍需要回到传统技术方法对某一分子的功能,通过化学和基因阻断进行确认。

美国学者建立的这种方法,表面上只是RNA干扰新技术的一种应用,评论说是可以和基因敲除比美的技术,我认为这远远超过基因敲除的意义。

从技术的复杂性上看,这种技术是一种典型的高通量基因敲除技术。从技术使用的可控制性方面看,这种技术具有更大的灵活性,人们可以利用对病毒基因表达的可操作性,进行细胞类型的区别和时间控制。

从技术提供的思路上,这属于一种整体多基因操作技术(注:原文提示,这种技术过去在细胞上使用过,现在是实现了在体应用,如此该技术的思路就不是那么原创了),这种技术成熟后,可以开发出对多基因疾病的治疗方法,而多基因疾病的治疗正是目前医学研究的最大障碍。也可以利用这个特点进行细胞分化的在体和体外调控,例如可以把这种技术用于诱导干细胞,iPS不就是四个转录因子同时被激活吗,用这个技术把四个或更多干扰RNA,针对四个转录通路的拮抗通路进行阻断或定量抑制,或者可以获得更高效的干细胞诱导(开始写反了,经提醒修改)。总之,这一技术将会成为生物医学领域研究的明星进入生物医学研究的领域。


相关报道:

Nature:全基因组RNA干扰新技术筛选致病基因

基因发现领域出现了一个可与基因敲除小鼠一比高下的新竞争者。来自洛克菲勒大学的研究人员证实,相比于采用特殊培育遗传工程小鼠的传统方法有可能要花费数十年时间,一项利用 RNA 干扰( RNA interference)的新技术在数月内发现了导致表皮肿瘤生长的基因。研究人员在发表于814日《自然》(Nature)杂志上的新论文中,报道了第一个小鼠全基因组 RNAi 筛查。

RNAi RNA 分子抑制基因表达的一个自然过程,科学家们可利用它来阻断某一基因的功能,发现促成某些疾病的基因。

Elaine Fuchs 教授说:多年来,由于利用果蝇和线虫能够完成快速的遗传筛查,它们成为了主要的模式生物。而因为在培养皿中易受压力和非生理生长条件的影响,哺乳动物细胞的遗传筛查受到限制。

完成这一筛查涉及到利用称作为小发夹 RNAs 的短 RNA 片段,将它们插入到细胞中就能够终止来自特异基因的信息,阻止基因合成蛋白质。一次遗传筛查可能要检测 1.5 万个基因,采用当前的小鼠基因敲除技术这会是一项大规模、耗时且成本高昂的任务。来自 Fuchs 哺乳动物细胞生物学和发育实验室的前博士后 Slobodan Beronja 领导研究人员,构建出了一种特殊的RNAi 方法:将所有的小发夹 RNA 汇集到一起,利用一种病毒将它们注入到妊娠小鼠胚胎中。

Fuchs 说:现在我们发明了一项新技术,能够像对培养皿中的细胞那样有效地处理活体小鼠胚胎表面,在体内自然环境中对小鼠细胞进行全基因组筛查。以往,只可能在果蝇、线虫和酵母等较低等的动物体内开展全基因组筛查,这往往难以评估与癌症等人类疾病的相关性。

Beronja 说,考虑到正常或癌症组织的生长,研究人员在动物机体对每个小发夹 RNAs 进行了定量,利用它来衡量这些小发夹 RNAs 对于生长过程的相对重要影响。这使得研究人员能够用较少的小鼠来筛查更多的基因。该研究小组只用 100 窝的小鼠筛查了超过 1.6 万个基因,确定了大约 200 个对于皮肤恶性生长特别重要的基因。

Beronja 说:我们希望能够确定值得研发癌症治疗药物的新基因。药物治疗的复杂性越高,成功性就越大。如果你攻击的是几个基因,它就会更加的有效。

研究人员发现了几个已知引起肿瘤生长的基因,此外包括 Mllt6 在内的许多基因都让他们感到惊喜。尽管已有一些研究在白血病中针对 Mllt6 基因展开调查,以往从未证实它与实体瘤相关联。

Beronja 说:接下来是验证这一包含 200 多个基因的清单,将范围缩小至真正的药物治疗候选基因。 Mllt6 是需要进一步进行探讨的一个基因。我们已经证实了这种遗传筛查方法更便宜、更容易且信息更丰富。这是 Fuchs 博士委托我来开展的一项冒险事业,它给我们带来了回报。

原文检索:

Slobodan Beronja, Peter Janki, Evan Heller,Wen-Hui Lien, Brice E. Keyes, Naoki Oshimori & Elaine Fuchs . RNAiscreens in mice identify physiological regulators of oncogenic growth.Nature, 14 August 2013; doi:10.1038/nature12464




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