院士Science论文解析癌基因研究新工具

　　

生物通报道：来自英国桑格研究所（Wellcome Trust Sanger Institute），西班牙IMOMA的研究人员开发出了一种可以用于发现癌基因的研究工具，利用这一工具，研究人员发现了与白血病相关的癌基因等。这一研究成果公布在Science杂志上。

领导这一研究的是英国皇家学院院士，英国桑格研究所所长Allan Bradley教授，这位著名的科学家在小鼠遗传学，以及功能基因组研究方面获得了杰出的成果。

癌症研究发展迅猛，但是依然需要更加先进，或者更加方便的研究工具，在这篇文章中，研究人员发现称为PiggyBac的转座子能帮助科学家们筛选新的致癌基因。

实际上PiggyBac（PB）早已久负盛名，PiggyBac转座子最初是在侵染昆虫细胞株的杆状病毒内首次分离得到的，转座子的遗传因子在DNA中从一处移动到另一处，并且允许插入外来基因或被置换。这种转座子能够在生物体染色体中准确地切出和转座，适用范围较广，因此早期在鳞翅目等昆虫中作为基因转移载体发挥作用。

研究人员利用基因工程PiggyBac嵌入小鼠基因组中，这些转座子能在染色体基因上跳跃，从而引起一些致癌基因被破坏，研究人员分析小鼠中的这些肿瘤的发展，就能找到基因组中这些转座子的分子印迹，通过分析这些印迹，研究人员就能找到新的致癌基因了。而且更重要的是，这种方法能帮助科学家们了解特定的器官，开启或者关闭这些基因，了解这个基因组中癌基因的情况。

并且研究人员还利用这一系统在63个小鼠白血病样品中寻找新的癌基因，这为他们的癌症研究打开了一道新的大门——当研究人员分析72个基因组中转座子直接位点的时候，发现了五分之二是从未发现过的基因位点。

PiggyBac不仅可以用于癌症研究，相关的研究也证明PiggyBac也可以用于制备更安全的干细胞，研究人员利用piggyBac转座子来携带四种转录因子的基因（c-Myc、Klf4、Oct4、Sox2），这四种转录因子可将普通的皮肤细胞去分化及重编程为iPS细胞。另外，在成功诱导后还可通过piggyBac转座子去除触发细胞重编程的四种植入基因。

这项研究也被认为是首次在整个过程中不使用病毒而将皮肤细胞转化为在形态和功能上与胚胎干细胞相似的iPS细胞。研究人员认为PiggyBac技术与其他有关干细胞分化的研究相结合，再生医学的研究将取得巨大进展。

（生物通：万纹）

原文摘要：

PiggyBac Transposon Mutagenesis: A Tool for Cancer Gene Discovery in Mice

Transposons are mobile DNA segments that can disrupt gene function by inserting in or near genes. Here, we show that insertional mutagenesis by the PiggyBac transposon can be used for cancer gene discovery in mice. PiggyBac transposition in genetically engineered transposon-transposase mice induced cancers whose type (hematopoietic versus solid) and latency were dependent on the regulatory elements introduced into transposons. Analysis of 63 hematopoietic tumors revealed that PiggyBac is capable of genome-wide mutagenesis. The PiggyBac screen uncovered many cancer genes not identified in previous retroviral or Sleeping Beauty transposon screens, including Spic, which encodes a PU.1-related transcription factor, and Hdac7, a histone deacetylase gene. PiggyBac and Sleeping Beauty have different integration preferences. To maximize the utility of the tool, we engineered 21 mouse lines to be compatible with both transposon systems in constitutive, tissue- or temporal-specific mutagenesis. Mice with different transposon types, copy numbers, and chromosomal locations support wide applicability.