西亚试剂：哈佛大学和麻省总医院研究人员发现多能干细胞的基因组编辑技术

1月6日，Cell子刊《Cell Stem Cell》在线发表了来自哈佛大学和麻省总医院研究人员的一篇综述文章。在这篇综述文章中，研究人员简单回顾了定制设计的核酸酶在hPSCs基因编辑中的应用，集中关注TALENs和CRISPR/Cas9的实际应用。突出了每种方法的优缺点，并讨论了实验设计的理论和技术方面的考虑。

具有敲除或突变等位基因的人类多能干细胞(hPSCs)，可以通过定制设计的核酸酶产生。转录激活因子样效应物核酸酶(TALENs)和成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)-Cas9核酸酶，是编辑hPSC基因组最常用的技术。

人类胚胎干细胞(hESCs)的分离和人类诱导多能干细胞(hiPSC)重编程的发现，使干细胞生物学、体外疾病模型和药物发现重新复兴起来。在一般情况下，基于hPSC的疾病模型非常适合于研究遗传变异。例如，研究通常将病人来源的hiPSCs——携带有导致疾病的基因突变，与(年龄相仿的)对照组衍生hiPSCs进行比较——通常分化为受影响的细胞类型，如神经细胞或肝细胞。这种疾病建模策略需要注意，分化的倾向和表型特性的可变性，即使在来自同一供体的hPSCs中。

不过，即使一个给定突变的细胞表型是强大的、高度渗透的，也可能由于无关hPSC细胞系遗传背景中差异的混淆影响，而发生缺失。为了克服这一障碍，一种非常强大的方法是，使用定制设计的核酸内切酶，使研究人员能够对内源性hPSC基因组序列进行精确和可编程的修饰。这种基因组工程战略，对于研究人类生物学和疾病将是非常有价值的。

传递到细胞内之后，定制设计的核酸酶将特定的双链断裂(DSBs)引入DNA，可通过易出错的非同源末端连接(NHEJ)或精确的同源指导修复(HDR)，而得以修复。通过NHEJ的DSB修复，通常会导致靶位点中小的插入/缺失(indel)。这些缺失可造成移码突变，从而导致蛋白编码基因的功能性敲除。双链DSBs将通过NHEJ修复，从而删除完全插入的序列。精确的遗传修饰(如核苷酸替换或删除)是由外源DNA供体模板的共同传递完成的

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