屏幕上的人类基因组的基因细胞生存所必需的

怀特黑德研究所使用两种互补分析的方法,科学家和广泛的麻省理工学院和哈佛大学首次确定了宇宙的基因在人类基因组中必不可少的生存和人类细胞系或培养的人类细胞的增殖。

他们的发现,他们开发的材料进行研究不仅会成为宝贵的资源为全球研究社区,但也应该应用drug-targetable遗传缺陷的发现在多种人类癌症。

科学家早已知道微生物必需基因,如酵母的基因组较小和更容易操纵。举例来说,最常见的酵母菌株是单倍体,这意味着基因存在于单一的副本,这使得研究人员相当简单的消除或“敲出”单个基因和评估对生物体的影响。然而,由于他们的更大的复杂性,二倍体哺乳动物的基因组,包括人类基因组,已经对这样的基因敲除技术包括RNA干扰,阻碍的脱靶效应和不完整的基因沉默。

然而,现在通过使用突破CRISPR(集群经常散布短回文重复)基因组编辑系统,研究人员在实验室怀特黑德成员大卫·萨巴蒂和Broad研究所主任Eric Lander能够生成一个全基因组的图书馆single-guide rna (sgRNAs)筛选和识别所需的基因细胞生存能力。sgRNA图书馆目标略多于18000个基因,其中大约10%被证明是至关重要的。这些研究结果发表在本周的《华尔街日报》科学。

“这是第一次报告的人类cell-essential基因,”蒂姆·王说,研究生在萨巴蒂和着陆器实验室和第一作者的科学纸。”这个回答一个问题人们一直在问了很长时间。”

正如预期,王说,许多重要基因参与基本的生物过程,包括DNA复制,信使RNA的RNA转录和翻译。但是,王还指出,大约300的这些基本特征基因类的没有以前,主要是位于细胞室称为核仁,和与RNA加工有关。王说,这些基因的确切功能是未来调查的主题。

验证的结果CRISPR屏幕,该集团下一步了筛查必不可少的基因在人类独特的单倍体细胞。使用一个方法称为基因诱捕诱变(方法开创了部分前Whitehead的Thijn Brummelkamp)单倍体细胞,比较CRISPR结果,研究人员发现意义重大,一致的重叠基因集的发现是至关重要的。在最后一个步骤,测试他们在细胞系来源于两种癌症的方法,慢性粒细胞白血病(CML)和伯基特淋巴瘤,这两个都已经被广泛地研究过了。新方法不仅识别已知的重要性——在CML,触及BCR和ABL1基因,成功药物的目标是谁的易位Gleevec-but还强调了额外的基因,可能在这些癌症治疗目标。

“零的基本的能力基因在高度复杂的人类系统将给我们提供新的见解如何疾病,比如癌症,继续抵制努力打败他们,”兰德说。

王,着陆器和萨巴蒂热衷于工作的潜在应用,因为它应该加速癌症药物靶点的识别,同时提高我们理解耐药性的发展,治疗失败的主要因素。研究者认为这巨大潜力的严密性,CRISPR带给人类遗传学。

“这确实是我们第一次可以可靠地,准确的说,和系统地研究基因在哺乳动物细胞,”萨巴蒂说。”值得一提的是,虽然有这么多工作。”

这项工作是由美国国立卫生研究院(格兰特CA103866),国家人类基因组研究所(批准2 u54hg003067-10),美国国家科学基金会,惠特克麻省理工学院健康科学基金,霍华德休斯医学研究所。

大卫•萨巴蒂的主要背景是怀特黑德生物医学研究所,他的实验室所在进行他的研究。bob88体育平台登录他也是一个霍华德休斯医学研究所研究员,麻省理工学院的生物学教授。