来自英国桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)和西班牙IMOMA的研究人员开发出一种可用于发现癌基因的研究工具,利用这一工具,他们发现了与白血病相关的癌基因。这一研究成果发表在《科学》(Science)杂志上。
领导这项研究的是英国皇家学院院士、英国桑格研究所所长Allan Bradley教授。这位著名科学家在小鼠遗传学和功能基因组研究方面取得了杰出成果。
癌症研究发展迅猛,但仍需更先进、更便捷的研究工具。在这篇文章中,研究人员发现称为PiggyBac的转座子能帮助科学家筛选新的致癌基因。
PiggyBac(PB)转座子最初是从侵染昆虫细胞株的杆状病毒中分离得到的。转座子是一种遗传因子,能在DNA中从一处移动到另一处,并允许插入外来基因或被置换。这种转座子能够在生物体染色体中准确地切出和转座,适用范围较广,因此早期在鳞翅目等昆虫中作为基因转移载体发挥作用。
研究人员利用基因工程将PiggyBac嵌入小鼠基因组中。这些转座子能在染色体基因上跳跃,从而破坏一些致癌基因。通过分析小鼠中这些肿瘤的发展,研究人员可以找到基因组中转座子的分子印迹,进而发现新的致癌基因。更重要的是,这种方法能帮助科学家了解特定器官中基因的开启或关闭,从而全面了解基因组中癌基因的情况。
研究人员还利用这一系统在63个小鼠白血病样品中寻找新的癌基因。当他们分析72个基因组中转座子直接位点时,发现五分之二是从未发现过的基因位点,这为癌症研究打开了新的大门。
PiggyBac不仅可用于癌症研究,相关研究还证明它可用于制备更安全的干细胞。研究人员利用PiggyBac转座子携带四种转录因子的基因(c-Myc、Klf4、Oct4、Sox2),这些转录因子可将普通皮肤细胞去分化并重编程为iPS细胞。在成功诱导后,还可通过PiggyBac转座子去除触发细胞重编程的四种植入基因。
这项研究被认为是首次在整个过程中不使用病毒而将皮肤细胞转化为在形态和功能上与胚胎干细胞相似的iPS细胞。研究人员认为,将PiggyBac技术与其他干细胞分化研究相结合,再生医学研究将取得巨大进展。