人类基因组的筛选揭示了一组对细胞活力至关重要的基因

通过两种互补的分析方法，麻省理工学院和哈佛大学的怀特海德研究所(Whitehead Institute)和布罗德研究所(Broad Institute of MIT and Harvard)的科学家首次确定了人类基因组中对人类细胞系或培养的人类细胞的生存和增殖至关重要的基因宇宙。

他们在进行研究中制定的调查结果并不仅可以作为全球研究界的宝贵资源，而且还应该在发现各种人类癌症中的药物可定位遗传脆弱性方面存在。

科学家们早就知道微生物(如酵母)的基本基因，因为酵母的基因组更小，更容易操纵。例如，最常见的酵母菌株是单倍体，这意味着基因存在于单个副本中，这使得研究人员消除或“敲除”单个基因并评估其对生物体的影响相当简单。然而，由于其更复杂，二倍体哺乳动物基因组，包括人类基因组这些基因敲除技术包括RNA干扰，这种技术受到脱靶效应和不完全基因沉默的阻碍。

然而现在，通过使用突破性的CRISPR(用于有规律地聚集在一起的短回文重复序列)基因组编辑系统，Whitehead成员David Sabatini和Broad研究所主任Eric Lander实验室的研究人员已经能够生成一个单引导rna (sgRNAs)全基因组文库，用于筛选和识别细胞生存能力所需的基因。sgRNA文库针对的基因略多于18000个，其中约10%被证明是必需的。这些发现本周在该杂志的网上发表科学。

“这是关于人类细胞必需基因的第一份报告，”萨巴蒂尼和兰德实验室的研究生蒂姆·王(Tim Wang)说科学纸。“这回答了人们一直在问的一个问题。”

正如人们所预料的那样，许多必需基因参与了基本的生物过程，包括DNA复制、RNA转录和信使RNA的翻译。但是，正如Wang也指出的那样，这些基本基因中大约有300个属于以前没有描述过的一类，大部分位于称为核核的细胞腔室中，与RNA加工有关。王说，这些基因的确切功能是未来研究的主题。

为了验证CRISPR屏幕的结果，本集团以独特的单倍体人体细胞筛选基本基因的添加步骤。使用称为基因 - 捕获的方法（通过前白头Whijhn Brummelkamp部分开创的方法）在单倍体细胞中并将其与CRISPR结果进行比较，研究人员在发现至关重要的基因集中发现显着，一致的重叠。在最后一步中，本集团在源自两种癌症，慢性髓性白血病（CML）和Burkitt的淋巴瘤的细胞系中测试了它们的方法，这两者都被广泛研究。新的方法不仅鉴定了已知基因的基本性 - 在CML的情况下，它击中了BCR和ABL1基因，其易位是成功药物Gleevec的靶标 - 但也强调了可能是治疗靶标的另外的基因这些癌症。

“在必不可少的能力基因这将使我们对诸如癌症等疾病如何继续抵抗战胜它们的努力有新的认识，”Lander说。

Wang、Lander和Sabatini对他们的工作的潜在应用充满热情，因为这将加速癌症药物靶点的识别，同时增强我们对耐药性进化的理解，耐药性是治疗失败的一个主要原因。研究人员将这种巨大的潜力归因于CRISPR给人类遗传学带来的严密性。

“这是我们第一次在哺乳动物细胞中可靠，准确，并系统地研究遗传学，”Sabatini说。“这是卓越的工作。”

这项研究得到了美国国立卫生研究院(拨款CA103866)、美国国家人类基因组研究所(拨款2U54HG003067-10)、美国国家科学基金会、麻省理工学院惠特克健康科学基金和霍华德休斯医学研究所的支持。

David Sabatini的主要隶属关系与Whitehead生物医学研究所有关，他的实验室位于，他的所有研究都进行了。ob欧宝直播nba他也是霍华德休斯医学院调查员和马萨诸塞州理工学院生物学教授。

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