Биобанк ревертибельных мутантных эмбриональных стволовых клеток

Ученые из IMBA создали биобанк ревертибельных (с обратимой мутацией) мутантных эмбриональных стволовых клеток, опубликовав результаты в текущем выпуске журнала Nature. Этот клеточный банк, названный Haplobank, содержит более 100 000 мутантных, условных линий мышиных эмбриональных стволовых клеток, нацеленных примерно на 70% протеин-кодирующего генома.

Современные методы генетического скрининга, такие как РНК-интерференция и редактирование генома CRISPR, часто страдают от низкой эффективности и нецелевых эффектов. Кроме того, большинство подходов к мутагенезу необратимы, что затрудняет контроль за частыми генетическими и эпигенетическими различиями между клетками. Это может подрывать воспроизводимость и интерпретацию результатов скринингов.

Чтобы решить эти проблемы, лаборатория Пеннингера в IMBA разработала Haplobank. Он нацелен почти на 17 000 генов. «Haplobank доступен всем ученым и представляет собой крупнейшую на сегодня библиотеку гемизиготных мутантных линий эмбриональных стволовых клеток. Ресурс преодолевает проблемы, возникающие из-за клональной вариабельности, поскольку мутации можно исправлять в отдельных клетках и в масштабе всего генома», — объясняет Ульрих Эллинг, первый и соответствующий автор публикации.

Взаимодействие патогена с хозяином и открытие лекарств

В качестве доказательства концепции авторы провели генетический скрининг для выявления факторов, необходимых для заражения риновирусом — причиной простуды. Они обнаружили, что риновирусу для уничтожения клеток требуется ранее неизвестный фактор клетки-хозяина — фосфолипаза A2G16 (PLA2G16). Более того, они показали, что для заражения необходим специфический домен PLA2G16, который может быть привлекательной мишенью для лекарств.

Новые гены для развития кровеносных сосудов

В другом скрининге авторы использовали плюрипотентный потенциал эмбриональных стволовых клеток, дифференцировав их в органоиды кровеносных сосудов. Они проскринировали гены-кандидаты ангиогенеза, представленные в Haplobank, и обнаружили несколько новых факторов, влияющих на рост сосудов в органоидах. Важно, что они наблюдали сильную вариабельность между независимыми клонами, что подчеркивает преимущество репарабельного мутагенеза для сравнения мутантов с их генетически «отремонтированными» сестринскими клонами.

«Haplobank можно использовать для скринингов, чтобы получить совершенно новые знания в биологии и медицине. Что важно — поскольку нокауты генов можно исправлять в наших клонах — этот ресурс также позволяет проводить хорошо контролируемые, надежные и воспроизводимые валидационные эксперименты. Мы считаем это критически важным моментом, учитывая текущие усилия по повышению строгости научных исследований», — говорит Йозеф Пеннингер, директор IMBA и последний автор статьи.