複合的および累積的なゲノム編集による全生物の系統追跡

Aaron McKenna¹, Gregory M Findlay¹, James A Gagnon²

¹Department of Genome Sciences, University of Washington, Seattle, WA, USA.

Science (New York, N.Y.)

|May 28, 2016

まとめ

科学者は複雑な生物の細胞系統を追跡するために新しいゲノム編集方法を開発しましたこの技術はDNAバーコードを用いて細胞が一つの祖先からどのように発達するのかをマップし発達や病気の洞察力を提供します

科学分野:

発達生物学
遺伝学
システム生物学

背景:

多細胞生物は単細胞から異なる細胞系統を通じて発達する.
現在の系統追跡方法は複雑で完全な生物のスケーラビリティが欠けています

研究の目的:

複雑な生物の細胞系統を追跡するためのスケーラブルなゲノム編集アプローチを開発する.
系統解明のためのDNAバーコードの多様な変異を生成および分析するための方法を作成する.

主な方法:

細胞分裂におけるDNAバーコード (CRISPR/Cas9標的部位の配列) に変異を導入し,蓄積するためにゲノム編集を活用した.
GESTALT (系統追跡のための合成標的配列のゲノム編集) メソッドを細胞培養とゼブラフィッシュモデルに適用した.
DNAバーコードの変異パターンを分析して細胞の系統関係を再構築した

主要な成果:

調整可能な編集速度とパターンを実証し,数千の系統情報バーコードアレルの生成を可能にしました.
成人の臓器から何十万もの細胞を採取することでゼブラフィッシュの細胞系統を成功裏にマッピングしました
大人の臓器のほとんどの細胞は少数の胚の祖先から生まれていることが判明しました

結論:

GESTALT方法は,多細胞系における大規模な細胞系マッピングのためのスケーラブルなアプローチを提供します.
この技術は,正常な発達と疾患の病原性を研究するための大きな可能性を秘めています.
将来の応用には,様々な生物学的文脈のための包括的な細胞系図の生成が含まれます.

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