干细胞和基因编辑强强联手，绘制人类基因组图谱

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耶路撒冷希伯来大学的科学家最近利用基因编辑技术和人类胚胎干细胞技术绘制了一幅人类基因组地图，并阐明了基因在健康和疾病情况中的作用，文章发表在《Nature Cell Biology》。

胚胎干细胞是一种独特的资源，它们可以变成我们身体中任何成体细胞。它的多才多艺造就了再生医学、疾病模型和新药发现。

与人类胚胎干细胞的发现并行的另一项生物里程碑是人类基因组测序和赋予我们遗传身份的全套基因鉴定。“人类基因组计划”让我们有机会深入了解基因在基因组中的功能。如今，科学家们正在尝试将二者联合起来，尝试用人类胚胎干细胞来绘制所有人类基因功能。

通过生成超过180000个有区别的突变，研究人员实质上分析了人类基因组中所有基因。为了产生如此大规模的突变，他们将一种复杂的基因编辑技术（CRISPR-Cas9筛选）与研究小组最近分离的一种新型胚胎干细胞结合，这种新型干细胞只含有一个拷贝的人类基因组（单倍体胚胎干细胞，haploid embryonic stem cells），而非来自父母双方的两个拷贝。因为每个基因只需要一个拷贝，这使得基因编辑变得相对容易。

新型干细胞

研究表明，人类基因组中仅有9%的基因对人类胚胎干细胞生长和存活至关重要，其中5%的基因实际上反而起限制干细胞生长作用。他们还分析了所有遗传学疾病相关基因在早期发育和生长中的作用，以及致癌基因如何影响人类胚胎生长。

“这个基因地图为我们研究人类基因组提供了一个新功能视角，并且它将成为我们分析和治疗癌症和遗传病的工具，”文章通讯作者、Azrieli干细胞和遗传研究中心主任Nissim Benvenisty教授说。

这项研究的另一个关键发现是识别了一小组唯独人类胚胎干细胞而非其他细胞类型，生存所必需的基因。这些基因被认为可保持胚胎干细胞身份、防止它们癌变或变成成体细胞类型。

“这项研究为在基因水平上理解胚胎干细胞创造了一个新框架，”文章一作、博后研究员Atilgan Yilmaz说。“这类细胞性质研究的越完整，我们在临床治疗上取得成功的几率就越大。”

原文检索：Defining essential genes for human pluripotent stem cells by CRISPR–Cas9 screening in haploid cells