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來自加州大學圣地亞哥分析的研究人員發(fā)展了一種能對人類胚胎干細胞進行遺傳修飾的新方法，這種方法利用細菌人工染色體（bacterial artificial chromosomes）更換缺陷基因，從而有可能實現(xiàn)干細胞系的快速增長，用于人類遺傳疾病，以及治療手段篩選的研究。這一研究成果公布在《Cell Stem Cell》雜志上。
領導這一研究的是加州大學圣地亞哥分校的徐陽（Yang Xu，音譯）教授，其研究組主要從事胚胎干細胞機制，胚胎干細胞與癌細胞活動關聯(lián)的研究工作。他表示，“這一新工具拓寬了整個人類胚胎干細胞研究領域，目前我們只有非常少的一些有效方法，能對人類胚胎干細胞進行遺傳學分析”。
迄今為止，大多數(shù)嘗試改變細胞遺傳修飾的方法效率都太低，而這一方法促進了這一領域的發(fā)展，研究人員利用這種方法成功的將p53基因的缺陷拷貝轉入一個人類胚胎干細胞系中，證明了這一方法的可操作性。
細菌人工染色體（bacterial artificial chromosomes，BAC）方法其實是大家都已經比較熟悉的一種方法，這種第二代大片段DNA的克隆載體系統(tǒng)因其嵌合率低，遺傳穩(wěn)定性好，重組DNA容易分離和制備，轉化效率高等彌補了YAC的不足，很快在基因組研究中處于中心地位。近年來，已有多種BAC載體被構建出來，這些BAC載體在復雜基因組大片段文庫的構建，基因的圖位克隆，基因組物理圖譜的構建，基因和基因組測序，基因組織結構分析以及基因的遺傳轉化和調控研究中得到了廣泛的應用。
利用這種方法，研究人員成功的替換了20％實驗細胞的修飾基因，而目前遺傳修飾的傳統(tǒng)方法只能實現(xiàn)不到1％的成功率。研究小組除了替換了的抑癌基因——p53，而且還進行了引起共濟失調毛細血管擴張綜合征（ataxia angiectasia syndrome）的ATM基因，這些實驗研究都說明了這一方法能對人類胚胎干細胞進行遺傳修飾。
Yang Xu研究組曾多次獲得胚胎干細胞的研究突破，他們之前發(fā)現(xiàn)了干細胞的一種用于避免發(fā)生遺傳損傷的干細胞分裂并將損傷傳遞給子細胞的機制。這一發(fā)現(xiàn)解開了一個長期困擾研究人員的秘密——胚胎干細胞如何能使出現(xiàn)遺傳損傷的細胞無法分裂。
研究人員在研究小鼠的胚胎干細胞時，發(fā)現(xiàn)具有重要的抑癌作用的p53蛋白還能用于維持胚胎干細胞的遺傳穩(wěn)定性。他們還發(fā)現(xiàn)被小鼠胚胎干細胞中的DNA損傷活化的p53直接抑制了一種叫做Nanog基因的表達，這種基因對干細胞的自我更新是必須的。Nanog的抑制促使胚胎干細胞分化成其它類型的細胞，即失去自我更新能力。
這些發(fā)現(xiàn)為研究胚胎干細胞遺傳特性開辟新的道路，還為將來研究有關人類復雜疾病的治療方法奠定了基礎，未來也許我們可以針對導致疾病的目標基因進行遺傳替換，從根本上治愈疾病。
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