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科研進展

 

李劲松研究组应邀在PLOS Genetics上发表关于基因印记的综述

        7月3日,国际学术期刊PLOS Genetics发表中國科學院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)李劲松研究组撰写的题为“Technical advances contribute to the study of genomic imprinting”的综述论文,系统地总结了用于发现印记基因、识别新的印记基因、解析印记调控机制以及研究印记功能的相关技术,并讨论了单倍体胚胎干细胞在基因印记功能研究中的应用。
 
        哺乳动物细胞具有两套染色体,分别来源于父本和母本。绝大多数等位基因在两条亲本上维持相同的激活或沉默状态。但是,少数等位基因的表达却具有亲本特异性,这些基因被称为印记基因。早在30多年前,科学家们借助于精细的胚胎操作和遗传学技术就确认了基因印记的存在,并证明了基因印记对于胚胎发育至关重要。随着生物技术的发展,尤其是高通量测序技术的出现,越来越多的印记基因被识别。它们在基因组上通常成簇分布,而且往往一整簇印记基因会受到一个亲本差异甲基化区域(DMR)的调控。
 
        为了研究印记基因在体内的功能,通常需要建立基因敲除小鼠模型。但是传统的敲除策略费时费力,极大限制该领域的发展。李劲松研究组建立了孤雄单倍体胚胎干细胞系(“人造精子细胞”),并能将其注入卵子中稳定获得健康可育小鼠(也称“半克隆”技术),而且证明“人造精子细胞”携带CRISPR-Cas9文库能够一步获得携带不同突变基因的小鼠,从而实现在体研究印记基因的功能。半克隆技术还可以有效地研究印记的调控机制,跟踪印记基因在体内的表达情况。在该综述中还提出,如果单倍体细胞可以同时替换母本和父本基因组,并支持胚胎发育,那将大大提高体内同时编辑母本和父本基因组的效率,为研究印记基因功能和印记调控机制提供一条新的有效途径。
 
        1991年,著名科学家Denise Barlow发现了哺乳动物中的第一个印记基因Igf2r (insulin-like growth factor 2 receptor),并毕生都致力于基因印记相关的研究,作出了突出贡献。不幸的是,这位伟大的科学家在2017年秋天与世长辞。为了纪念Denise Barlow,PLOS Genetics特邀李勁松研究組撰寫一篇綜述性文章,總結基因印記研究中相關技術的發展
李勁松研究員爲本文通訊作者,博士後李元元爲本文第一作者。相關工作得到了中科院分子細胞卓越中心(生化與細胞所)GTP中心的支持,以及中科院、上海市科委、國家基金委和中國博士後基金等的經費支持。
 
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