유도된 Pluripotent 줄기 세포를 일으키는 CRISPR 사용

Thought LeadersDr. Sheng DingSenior Investigator, Gladstone InstitutesProfessor of Pharmaceutical Chemistry, UCSFAn interview with Dr. Sheng Ding, PhD, conducted by Kate Anderton, BSc

유도한 pluripotent 줄기 세포는 어떻게 미발달 줄기 세포와 다릅니까? 사용된 생성은 무슨 방법론이라고 이어서 과거에는 pluripotent 줄기 세포를 유도했습니까?

세포 기능 또는 세포 잠재력 식으로, 유도한 pluripotent 줄기 세포는 미발달 줄기 세포와 동일합니다. 그것은 실제적으로 유도한 pluripotent 줄기 세포를 만들기의 목표입니다.

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유도한 pluripotent 줄기 세포의 분자와 기능적인 속성은 미발달 줄기 세포와 동일합니다, 그러나 유도된 pluripotent 줄기 세포는 체세포에서 파생됩니다.

이 체세포는 피부 혈액 또는 다른 어떤 쉽게 접근할 수 있는 조직과 같은 성숙한 조직에서 고립될 수 있습니다, 그러나 미발달 줄기 세포는 발달에 있는 특정 단계에서 태아에게서만 파생될 수 있습니다; 소위 blastocyst 단계.

미발달 세포의 사용은 줄기 세포를 고립시키기 위하여 태아가 전형적으로 파괴되기 때문에, 논쟁적입니다. 그런 이유로 유도된 pluripotent 줄기 세포는 많은 연구원을 위한 줄기 세포의 단독 입찰이 되었습니다. 그(것)들은 동일 분자와 기능적인 속성이 있고 그러나 미발달 줄기 세포와 그들의 근원에 의하여 다릅니다.

과학자는 무슨 난관에 줄기 세포로 작동에 관해서 직면합니까? 새로운 방법이 개발되다 왜 중요합니까?

유도된 pluripotent 줄기 세포는 체세포에 있는 4개의 녹음방송 요인을 overexpressing 처음으로 생성되었습니다. 이 녹음방송 요인은 pluripotent 줄기 세포가 되기 위하여 세포를 프로그램을 다시 만들 체세포로 외인으로 전달됩니다.

그것은 전에 노벨상을 몇년 이긴 그의 팀 개발한 본래 방법이었습니다, 와 Yamanaka 이. 넓은 채용 범위를 위한 유도된 pluripotent 줄기 세포를 생성하기 위하여 지금 이용되는 아주 강력한 기술입니다.

그러나, 유도한 pluripotent 줄기 세포 생성을 위한 다른 방법이 있는 것은 새로운 이점을 제안할 수 있습니다. 그런 이유로, 전에 십년간에 유도한 pluripotent 줄기 세포의 본래 발견부터, 줄기 세포 야전에 있는 연구원은 새로운 동일 세포 모형을 생성하기 위하여 방법 개발에 확인하고 종사하는 것을 시도하고 있습니다.

나는 이것이 어떤 신기술든지를 위해 확실하다는 것을 생각합니다, 아무 주어진 기술나 특정 제한이 있고 사람들은 확실히 항상 새로운 동일 제품 또는 동일 물자를 만들기 위하여 방법을 향상하거나 확인하고 싶을 것입니다. 이런 경우에, 사람들은 세포의 동일 모형을 만드는 것을 시도하고 있습니다.

다른 방법이 이전 방법과 관련되었던 특정 제한을 제시하골 치료 또는 비 치료 응용 식으로 특정 이점을 제안할 수 있습니다 있는 것은.

줄기 세포를 관련시키기 최근 연구를 설명하십시오.

우리의 최신 발견은 CRISPR-Cas9 시스템을 재설계하는 관련시키고 그것을 이용하는 것은 만들기 위하여 pluripotent 줄기 세포를 유도했습니다.

아는 바 대로, CRISPR는 원래 특정 유전자 또는 DNA 순서를 편집하기 위하여 디자인되었습니다.

이것을 위해, CRISPR 시스템에는 2개의 중요한 분대가 있습니다. 하나는 게놈에 있는 특정 순서를 찾아내기 위하여 이용되는 가이드 RNA입니다, 나머지 사람은 DNA의 표적 지구를 삭감하기 위하여 이용된 효소 입니다.

우리의 실험에서는, 우리는 Cas9, 또는 CRISPR 게놈 지방화 기능을 유지하고, 그러나 DNA 절단 기능을 활동하지 않았습니다. 그것의 위에, 우리는 우리가 특정 genomic 위치에 녹음방송을 활성화할 수 있었다 그래야 Cas9 단백질을 가진 transcriptional 활성화 요인을 융합했습니다.

이것은 체세포로 4개의 프로그램을 다시 만들 요인 소개 대신에, 특정 소재시에 녹음방송을 활성화하도록다는 것을 줄기 세포 표현형으로 프로그램을 다시 만들을 유도하기 위하여 우리가 CRISPR 활성화 시스템을 이용하고 있었다는 것을 의미했습니다.

그런 전진은 왜 이어습니까 CRISPR 줄기 세포 연구에 있는 사용?

우리의 연구 결과는 다수 새로운 사실 인정 또는 어드밴스를 생성했습니다. 첫째로, 우리는 특정 genomic 위치에 transcriptional 활성화를 유도하기 위하여 CRISPR를 이용했습니다. 이것은 세포로 프로그램을 다시 만들 요인 전달과 근본적으로 다릅니다.

이 새로운 방법론은 이 새로운 방법론의 근본적인 기계장치가 이전에 불명했던 무엇과 작동할 것이라는 점을 조차. 따라서, 우리는 및 기계장치가 이 근본적으로 다른 프로세스의 뒤에 일 것입니다지 무엇 이것이 가능했다는 것을 조차 평가하기 위하여 처음으로 착수했습니다.

그것은 의 우리의 연구 결과에 있는 1 대진전의 1개의 종류 찾아내기입니다. 우리는 체세포를 프로그램을 다시 만들 위하여 CRISPR를 이용하는 것이 가능했다는 것을 증명을 이 프로세스의 뒤에 방법론을 정의하는 시작했습니다.

이차적으로, 이 방법론은 유도한 pluripotent 줄기 세포를 프로그램을 다시 만들 요인 외인으로 소개의 carcinogenicity와 관련되었던 이전 관심사를 언급하는 일으키기를 위한 다른 안전 단면도를 제안할 수 있습니다.

최근에, 이 방법은 다각 유전자의 활성화를 달성하기 위하여 단 하나 유전자 전달계를 이용할 수 있는 곳에, 생체 조건에게 유전에게 프로그램을 다시 만들 이 더 쉽게 또는 즉시 적응시키기 위하여 수 있습니다.

전통적인 방법을 사용하여 세포를 프로그램을 다시 만들 위하여 이용된 유전자는, 단 하나 선그림의 사용이 불가능하다는 것을 의미하 확실히 클 수 있어. 단 하나 선그림은 모든 4개의 유전자를 포위할 수 없고 또는 세포에 있는 모든 4개의 유전자를 표현할 수 없습니다.

유전자 소개 대신에, CRISPR 시스템은 가이드 RNA의 매우 더 짧은 표적 유전자의 녹음방송을 찾아내고 활성화하기 위하여 지구를 이용합니다. , 단 하나 선그림에 있는 10개 쉽게 5를 수용할 수 있습니다 또는 추가 유전자. 그것은 이 시스템을 가진 중요한 기술적인 다름입니다.

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유도한 pluripotent 줄기 세포를 일으키기 위하여 CRISPR 이용의 제한은 무엇 입니까?

본래 방법을 사용하여 유도한 pluripotent 줄기 세포 생성의 제한은 세포의 안전 단면도이었습니다.

4개의 유전자가 분화된 세포로 외인으로 투발되는 곳에 신체적인 프로그램을 다시 만들의 전통적인 접근은, 종양 형성 세포를 생성할 수 있습니다. 유도된 pluripotent 줄기 세포에 있는 외국 유전자의 지속성 때문이 생각됩니다.

더구나, 본래 방법을 사용하여 프로그램을 다시 만들 것은 불완전할지도 몰라습니다, 어떤 체세포에게 후성적인 기억 장치를 남겨놓. 그것은 실제적으로 프로그램을 다시 만들 능률 문제점입니다.

우리가 우리의 최신 연구 결과에서 이용한 기계장치는 아주 달랐습니다. 우리는 CRISPR 시스템의 이 변경한 버전을 사용하여 생성된 세포의 안전 그리고 능률을 성격을 나타내기의 과정에서 아직도 입니다. 우리의 방법이 그 외국 프로그램을 다시 만들 유전자를 소개하지 않다 는 사실을 주어, 우리는 활성화해 세포 외국 유전자의 복본을 제공 보다는 오히려 유전자를.

이것은 우리가 외국 종양 프로그램을 다시 만들 요인을 세포를 제공하지 않기 때문에 우리는 동일 안전 관심사가의 앞에와 없다는 것을 의미합니다. 대신, 우리는 이미 세포에서 나타나 유전자의 녹음방송을 활성화합니다.

우리는 완전하게 이와같이 일어난 유도한 pluripotent 줄기 세포의 속성을 성격을 나타내는 것을 남아 있습니다. 각 접근에는 그것의 자신의 찬부양론이 있을 것입니다, 그러나 다른 방법론이 있는 것은 이전 제한 극복 식으로 확실히 유용할 것입니다.

장래에, 연구와 대우에서 유도한 pluripotent 줄기 세포를 일상적으로 사용될 것입니까 생각합니까?

유도된 pluripotent 줄기 세포는 (iPSCs) 다른 연구 응용에서 이미 일상적으로 이용됩니다. 지금, iPSC 파생된 세포 모형은 임상 연구 결과의 범위에서 시험되고 있습니다, 그래서 새로운 방법은 연구와 치료학에서 둘 다 응용의 많은 수 조차를 또는 분야에서 진행해, 허용할 것입니다.

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무슨 응용이 연구와 대우에 있는 유도한 pluripotent 줄기 세포를 위해 있습니까? 그것은 무슨 선택권을 환자에게 제공할 것입니까?

유도한 pluripotent 줄기 세포의 중요한 응용은 (iPSCs) 2 중 입니다. 1개는 유도한 pluripotent 잘 인간적인 질병을 이해하고 새로운 대우를 개발하기 위하여 이용될 수 있는 인간적인 질병의 모델 시스템을 개발하기 위하여 줄기 세포를 이용하고 있습니다.

유도한 pluripotent 줄기 세포는 그것이 인간적인 질병을 취급하기 위한 것이기 때문에 이용될 수 없습니다. 그(것)들은 치료를 위해 사용될 특정 세포 모형으로 분화되어야 합니다.

이렇게 다른 이점은 질병을 취급하기 위하여 조직 특정 세포 모형으로 분화되거나 그 조직 특정 세포가 우리를 입력하는 상해가 자신의 바디 분실된 iPSCs를 이용하고 있습니다. 예를 들면, 사람들은 눈의 질병, 췌장 취급을 위해 이미 pluripotent 줄기에 의하여 세포 파생된 세포를 시험하고 있습니다.

iPSCs가 앞으로는 이용될 수 있는 보기는 모형 I 당뇨병의 대우를 위한 beta 세포를 개발하기 위하여 지금 미발달 줄기 세포 파생한 줄기 세포를 이용하고 있는 예심입니다. iPSC 파생한 췌장 beta 세포가 대신 이용될 수 있었다 iPSCs가 분자와 기능적인 속성 식으로 미발달 줄기 세포와 동일하기 때문에 또 다시, 생각할 수 있습니다.

몇몇 회사는 Parkinson의 질병을 위해 미발달 줄기 세포 또는 iPSC 파생한 도파민 신경 및 심장 마비를 위해 심장 근육 세포를 준비하고 있습니다.

무엇이라고 줄기 세포 연구를 위한 미래 파악을 생각합니까?

나는 우리가 줄기 세포 연구에 있는 매우 초기 단계에서 아직도 이다는 것을 생각합니다. 우리가 지금 우리의 자신의 pluripotent 줄기 세포를 확실히 즉시 개발해서 좋다 마지막 십년간 평균에 대진전은 다양한 조직 및 기관 특정 세포 모형으로, 그 세포를 분화합니다.

우리는 우리의 기술설계 특정 조직 및 기관을 구성하기 위하여 접근을 이용해서 조차 좋, 줄기 세포 모형을 사용하여 인간적인 질병의 매우 잘 이해를 개발하는 것을 저희가 허용하. 나가 이전에 언급했다시피 더구나, 우리는 지금 몇몇이의 그 줄기 세포 파생한 특정 세포 모형 임상 연구 결과를 입력한다는 것을 보고 있습니다.

다음 10 20 년에서는, 우리는 확실히 연구와 치료에서 줄기 세포의 다른 응용의 폭발을 볼 것입니다. 나는 많은 다른 질병 및 상해를 취급하기 위하여 유도된 pluripotent 줄기 세포에서 파생된 분화된 세포 모형을 사용하여 재생하는 약이 이용될 희망이 있습니다.

독자는 어디에서 추가 정보를 찾아낼 수 있습니까?

박사에 관하여 Sheng Ding

Ding 박사는 샌프란시스코 (UCSF) 가주 대학에 약제 화학의 부에 있는 심장 혈관 질병 그리고 교수의 Gladstone 학회에 고위 조사자입니다.

Ding 박사는 발달을 개척하고 혁신적인 화학제품의 응용은 줄기 세포 생물학과 재생에 접근합니다. 그의 일은 각종 세포 운명을 통제할 수 있고 각종 개발 단계 및 조직에서 줄기 세포 정비, 활성화, 감별법 프로그램을 다시 만들을 포함하여, 작용하는 비발한 작은 분자를 발견하고 성격을 나타내고기에 집중했습니다.

Ding 박사는 세포 생물학을 위한 미국 화학제품 사회, 미국 사회 및 줄기 세포 연구를 위한 국제적인 사회를 포함하여 몇몇 직업적인 단의 일원, 입니다. 그는 한 과학자에 의해 지명 2009년의 최고 5명의 사람들의를 포함하여 다양한 명예를, 수신했습니다.