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克隆中的沉默基因(图)
【字体: 大 中 小 】 时间:2003年03月13日 来源:
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[生物通讯]一项新研究显示,一组胚胎正常发育所必需的基因在克隆过程中被抑制,保持沉默。这些基因潜藏着如何更好实现克隆的秘诀,可以帮助研究人员更好地了解癌症等疾病。
用成体细胞克隆胚胎是一个撞大运的过程。大多数失败发生在胚泡--一个由快速分裂细胞构成的中空球体--移植到子宫的几天内。在创造出著名的克隆羊多利的过程中,277个植入成体细胞DNA的卵细胞中只有29个成功度过了这个至为关键的早期里程碑阶段。
[AD340X300]“这些失败对于未来的治疗性克隆十分重要。”麻萨诸塞州州Whitehead研究院的克隆先锋Rudolf Jaenisch 解释说。大多数克隆研究人员不是对产生完整动物感兴趣,而是对产生胚泡作为治疗疾病和研究细胞发育所需的克隆胚胎干细胞的一个来源感兴趣。
Jaenisch 和他的同事发现,有70到80个正常情况下在发育的小鼠胚胎中表达的基因在成体细胞克隆胚胎中或是失去活性,或是活性较弱。现在还不清楚所有这些基因有什么作用,但它们通常与另一叫做Oct4的基因在同一时间打开。
Oct4使胚胎产生多能干细胞,多能干细胞具有分化为各种类型细胞、形成任何组织的能力。因此Jaenisch研究小组发现的这组基因中有一些可能也与细胞的多能性有关,英国剑桥Babraham研究所的发育遗传学家Wolf Reik认为。
“现在,关键的一步是了解究竟是什么使这些基因沉默。”Reik说。这可能是一个相当基本的问题,--如果在发育过程中成体细胞没有关闭这些多能性基因,失控的细胞生长将会导致癌症的产生。确实,Jaenisch研究小组识别出的基因中有几个也在肿瘤中表达。
成体细胞产生的克隆自然情况下会抑制正常情况下可能产生危险的基因,Reik说。
要揭开这个遗传学谜题难度很大,英国剑桥大学的干细胞研究人员Joanna Maldonado-Saldivia 警告说。“这项工作表明,克隆后会有很多基因发生故障。”她说。但还有那么多出现故障的基因未识别出来,因此要揭开它们的功能还需要几年的时间。
即使沉默基因的秘密能被解开,克隆出完整动物仍然是一大挑战,因为在发育的后期阶段还会有更多基因发生故障。
“这些基因可能是导致克隆胚胎失败的一个主要原因,但不会是导致胚胎未正常发育的主要原因--负责胚胎正常发育的应该是另一组基因。”Jaenisch说。虽然多利的创造者产生了29个胚泡胚胎,但最后只有一个生长发育为成年羊。
参考文献:Bortvin, A. Incomplete reactivation of Oct-4 related genes in mouse embryos cloned from somatic nuclei. Development, 130, 1673 - 1680, (2003).
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