分子生物学高端技术科研服务专业平台获得affymetrix、agilent两大平台服务资质认证

凯发k8凯发k8网址官网下载首页 技术&解读&应用

2016.11.2每日早知道

2016-11-02 08:58:01 

周三

nature:重大突破!科学家发现低氧环境或许会诱发心脏再生!

正常健康的心肌必须有富含氧气的血液供给,但近日一项刊登于nature杂志上的研究报告中,来自西南医学中心的研究人员通过研究发现,将小鼠置于极端缺氧的环境中时小鼠也能够进行心肌再生。

文章中,研究者将小鼠生存环境中所呼吸的氧气的比例逐渐降低到7%(相当于珠穆朗玛峰山顶的氧气浓度),当小鼠在低氧环境中生存两周后,其机体的心肌细胞开始发生分裂和生长了,正常情况下在成体哺乳动物中心肌细胞并不能够进行分裂。此前研究者通过研究发现,新生哺乳动物的心脏有能力再生,这就类似于皮肤在损伤后能够自我修复一样,但随着动物年龄增长,在接下来的数周内,动物机体的心肌再生能力就会失去,也就是说心肌细胞必须“沐浴”在心脏种的富氧环境中。

研究者hesham sadek教授说道,成年人的心脏在心脏病发作后并没有能力进行任何深度修复,这也就是为何心脏病发作对机体会产生永久性的影响,虽然有悖常理,本文研究中研究者发现,明显降低氧气的暴露或许会避开因氧气而引发的细胞损伤,从而就会开启细胞的分裂模式,导致心脏再度生长。

当前研究中,研究人员在数周内将氧气浓度从正常的21%降到7%,随后开始监测小鼠机体心脏量和功能,他们发现,氧气浓度的降低会引发心肌细胞的增加并且改善心脏的功能;随后研究者尝试了10%的氧气浓度,结果发现,在该浓度下小鼠机体的心脏并未发生再度生长,为了避免氧气对心肌细胞的损伤,研究者需要将氧气浓度调到非常低的水平,接近于缺氧的水平。

研究者benjamin levine认为,缺氧状态就类似于珠穆朗玛峰峰顶,这种情况实际上能够逆转心脏疾病,而且这种效应令人非常意外;从理论上来讲,创造出一种低氧的环境或许不仅会帮助修复心肌细胞,还能够有助于其它器官功能的发挥;尽管低氧会带来一些别的副作用,但对于人类而言,如果进行合理控制的话,或许会利大于弊。



pnas:在小鼠细胞中利用crispr-cas9技术高效进行基因组编辑

为了利用crispr-cas9基因编辑系统切割基因,人们必需设计一种与靶基因的dna相匹配的rna序列。大多数基因具有上百个这样的在基因组中的活性和独特性上存在差异的序列。因此,寻找最佳的序列很难通过手工实现。一种新的“crisprgold”程序有助科学家们鉴定出最为高效的和最为特异性的rna序列。这种程序是由德国马克斯-德尔布吕克分子医学中心科学家klaus rajewsky教授领导的一个研究团队开发的。该团队也开发出一种新的已携带cas9蛋白的模式小鼠。将这种模式小鼠和这些可靠的rna序列结合在一起导致原代细胞中的基因高效地失活。这就使得研究人员能够发现参与免疫细胞调节的新基因。

对很多分子生物学家而言,发现这种crispr-cas9基因编辑系统代表着研究上的一种新的里程碑:最终,基因组dna能够被高效地和高精准地切割,从而能够让基因失活、修饰或重新导入。

这仅需一种将cas9酶带到将被切割的dna位点上的rna片段。这种rna片段被称作单向导rna(sgrna),含有长20个碱基(a、u、c或g)的与基因组靶位点互补的序列。在此之前,科学家们不得不通过手工费力地选择或者利用多种在线工具选择sgrna。在某些情形下,人们并不确定所选的sgrna是否将cas9酶携带到基因组上合适的位点或者一种类似的但不是所想要的位点,以及这种sgrna的效率是否比较高。

这种新的“crisprgold”程序使得让特定基因失去功能变得更加简单。它寻找确定的dna靶序列以便鉴定出进行切割的最佳位点并且提示一种在物质上独特的仅运送cas9蛋白到所需位点上的sgrna序列然后能够切割靶基因以至于它不能够发挥功能。这种程序是基于实验数据和这些序列的独特性和其他性质而被开发出来的。

通过与van trung chu博士合作,来自rajewsky教授领导的这个团队的博士生robin graf在小鼠的b细胞中测试了这个系统。这些细胞不能够在体外培养非常长的时间,这是因为它们不会它们的自然环境外存活较长的时间。因此,基因在很多b细胞中必需尽可能快地失活以便研究它们的功能。chu通过培养一种产生大量的但是具有良好数量耐受性的cas9蛋白的转基因小鼠品系而实现这一点。

研究人员随后从这些小鼠体内分离出b细胞,将单个基因特异性的sgrna运送到这些细胞中。graf说,利用crisprgold程序设计出的sgrna在平均80%的这些细胞中高重复率地破坏这些靶基因。“在这种类型的低通量实验中,高效率和低错误率是绝对必要的。”

研究人员利用他们的新方法鉴定出许多种之前未知的参与b细胞发育的基因。graf说,这种crisprgold程序如今将被发布到网上,这样它能够被全世界的科学家们使用:“这种程序能够轻松地用于来自一系列有机体中的其他类型的细胞中。它也可能在临床应用中具有重要意义---它将序列独特性视为一种高度优先因素,因而使得对潜在不想要的基因的修饰最小化,这也是在基因疗法中必需不惜一切代价加以避免的。”

文章选自生物谷

1/5

网友热评

热点推荐