基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所黃粵課題組在Nucleic Acids Research 雜志
發(fā)表利用矩陣式單倍體胚胎干細(xì)胞突變體文庫
進(jìn)行表型驅(qū)動的遺傳篩選的研究論文
基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所重點(diǎn)實驗室黃粵課題組的研究論文“Arrayed mutant haploid embryonic stem cell libraries facilitate phenotype-driven genetic screens” 于2017年9月28日在線發(fā)表于《Nucleic Acids Research》。有趣的是，國際著名學(xué)術(shù)期刊《Nature》于10月5日也發(fā)表了一篇研究內(nèi)容相似的研究論文“A reversible haploid mouse embryonic stem cell biobank resource for functional genomics”，來自奧地利Josef Penninger教授研究組。
利用哺乳動物細(xì)胞進(jìn)行的遺傳篩選工作已經(jīng)被廣泛的用于揭示基因的生物學(xué)功能，但哺乳動物細(xì)胞基因組的二倍體性阻礙了基因純合突變體的獲得，最近單倍體胚胎干細(xì)胞（Embryonic Stem Cell, ESC）的成功分離很好地解決了這一問題。在本研究中，課題組利用小鼠單倍體ESC和PiggyBac（PB）轉(zhuǎn)座子構(gòu)建了矩陣式突變體文庫，其中85% 以上的克隆是基因純合突變體。課題組首先利用該文庫進(jìn)行了正向選擇性篩選，通過對2024個突變體克隆進(jìn)行了分化相關(guān)基因的篩選，獲得了40個與分化缺陷相關(guān)的基因，利用回復(fù)實驗和CRISPR-Cas9技術(shù)在二倍體ESC中突變相關(guān)基因確定了相關(guān)基因和分化缺陷表型間的因果關(guān)系。由于負(fù)性選擇性篩選是鑒定丟失的克隆，雖然混合文庫篩選結(jié)合二代測序技術(shù)通過量化篩選前后所有的突變可以鑒定部分丟失的克隆，但混合文庫中不同突變細(xì)胞之間的相互影響會干擾最后篩選的數(shù)據(jù)，而矩陣式突變體文庫很好的避免了這個問題。在本研究中，課題組進(jìn)行了誘導(dǎo)DNA雙鏈斷裂藥物-阿霉素(Doxorubicin)敏感性增加的遺傳篩選，利用高內(nèi)涵篩選儀從1152個突變克隆中獲得了13個藥物敏感性增加的克隆，其中定位到編碼基因的有6個，回復(fù)克隆對阿霉素敏感性得到回復(fù)確定了相關(guān)基因與與藥物敏感性之間的關(guān)系。因此，課題組建立的矩陣式基因突變文庫擴(kuò)展了遺傳篩選的應(yīng)用，具有廣泛的應(yīng)用前景，并且建立相關(guān)網(wǎng)站為同行提供文庫服務(wù)。
黃粵課題組的劉光助理研究員、王雪博士（2017年畢業(yè)）和劉語方博士（2015年畢業(yè)）為該研究論文的共同第一作者，其他作者包括黃粵課題組的張美麗助理研究員、賈玉艷助理研究員；北京生命科學(xué)研究所的蔡濤研究員、沈志榮研究員。黃粵研究員為本文通訊作者。該研究工作得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計劃（2016YFA0100103）、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程（2016-I2M-3-002）及國家自然科學(xué)基金（2013CB967002和31671410）等項目的資助。
（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所）
