使用CRISPR技术把人类基因和它们的功能

研究人员从人类基因组计划扩展数据,使用他们的单细胞测序工具- Perturb-seq链接每个人类基因功能和其他研究人员创建一个免费的资源。

全面的路线图基因功能的链接

一个国际合作的研究由怀特黑德研究所成员教授乔纳森·斯曼扩大了收集的数据来自2003年的人类基因组计划,创建一个全面的路线图将人类基因与它们的功能。斯曼也是一个麻省理工学院的生物学教授(麻省理工学院)和霍华德休斯医学研究所的一位研究员。

完整的数据库发表在《华尔街日报》6月9日细胞和免费Weissman实验室网站,为其他研究人员提供机会利用这个巨大的资源在他们自己的研究。

“这是一个很大的资源在人类基因组是一个巨大的资源,在这你可以做基于探索研究,“斯曼解释道。

前Weissman实验室博士后和文章的第二作者汤姆·诺曼博士补充说,“我认为这个数据集将使各种各样的分析,我们还没想出呢的人来自其他地区的生物学和突然他们只是有一个可用的画。”

革命性的新技术

本研究改进的方法称为Perturb-seq,首次出版于2016年斯曼和他的同事们在麻省理工学院。Perturb-seq使得研究者研究的意义将基因“打开”或“关闭”的细节。

最初,只是可能研究小套基因,这付出了巨大的代价。然而,研究人员发布了概念验证论文在这种技术相结合CRISPR / Cas9基因组编辑创建一个新的,比例增大的方法。

在论文中,研究人员深入研究到这个方法扩展到整个人类基因组使用血液癌症细胞系和发生视网膜细胞。将该技术应用于超过200万细胞,他们能够产生一个详细的资源映射相应的表型的基因型。

利用数据

组装后这个开创性的数据集允许这种公正的分析,研究人员又问自己这个问题,“你做什么?”。

首先,他们注意力集中在调查到功能的基因。通过比较那些未知的基因与已知函数,他们能够梳理出相似的基因转录的结果。

例如,在注意到基因的突变的影响C7orf26,研究人员比较其他基因的去除,导致类似的表型。这些蛋白质被发现形成蛋白质复合体积分器的一部分,负责创建小核rna。这是以前被认为是由一个复杂的14个蛋白质,但使用Perturb-seq证实C7orf26十五组件。

此外,研究人员能够使用这些数据来研究线粒体如何应对压力和深入了解的问题为什么他们有自己的DNA。约瑟夫•Replogle斯曼的实验室和co-first MD-PhD学生论文的作者说,“人们一直感兴趣的很长一段时间在核和线粒体DNA是如何协调和监管在不同细胞的条件下,特别是当一个细胞压力。”

研究结果表明,不同mitochondria-related基因摄动时,核基因组以类似的方式回应不同的基因变化。然而,线粒体基因组反应更多的变量。

“大快餐从我们的工作是在一个单独的线粒体基因组的一个好处可能会有局部的或非常具体的基因调控,以应对不同的压力,“Replogle补充道。

未来前景

研究人员开发Perturb-seq希望进一步建立他们的技术,拓展研究血液癌症细胞系之外的其他细胞类型。他们的目标是检查其他许多基因内详细路线图和希望其他组人员做同样的事情。

“这真的是作者经过多年的工作和其他合作者,我很高兴看到它继续成功,扩大,”诺曼博士总结。

参考:Replogle JM,桑德斯RA, Pogson, et al .映射信息丰富genotype-phenotype景观与公司Perturb-seq。细胞。2022;0 (0)。doi:10.1016 / j.cell.2022.05.013