基礎醫學研究所黃粵課題組在Nucleic Acids Research 雜志
發表利用矩陣式單倍體胚胎干細胞突變體文庫
進行表型驅動的遺傳篩選的研究論文
基礎醫學研究所重點實驗室黃粵課題組的研究論文“Arrayed mutant haploid embryonic stem cell libraries facilitate phenotype-driven genetic screens” 于2017年9月28日在線發表于《Nucleic Acids Research》。有趣的是，國際著名學術期刊《Nature》于10月5日也發表了一篇研究內容相似的研究論文“A reversible haploid mouse embryonic stem cell biobank resource for functional genomics”，來自奧地利Josef Penninger教授研究組。
利用哺乳動物細胞進行的遺傳篩選工作已經被廣泛的用于揭示基因的生物學功能，但哺乳動物細胞基因組的二倍體性阻礙了基因純合突變體的獲得，最近單倍體胚胎干細胞（Embryonic Stem Cell, ESC）的成功分離很好地解決了這一問題。在本研究中，課題組利用小鼠單倍體ESC和PiggyBac（PB）轉座子構建了矩陣式突變體文庫，其中85% 以上的克隆是基因純合突變體。課題組首先利用該文庫進行了正向選擇性篩選，通過對2024個突變體克隆進行了分化相關基因的篩選，獲得了40個與分化缺陷相關的基因，利用回復實驗和CRISPR-Cas9技術在二倍體ESC中突變相關基因確定了相關基因和分化缺陷表型間的因果關系。由于負性選擇性篩選是鑒定丟失的克隆，雖然混合文庫篩選結合二代測序技術通過量化篩選前后所有的突變可以鑒定部分丟失的克隆，但混合文庫中不同突變細胞之間的相互影響會干擾最后篩選的數據，而矩陣式突變體文庫很好的避免了這個問題。在本研究中，課題組進行了誘導DNA雙鏈斷裂藥物-阿霉素(Doxorubicin)敏感性增加的遺傳篩選，利用高內涵篩選儀從1152個突變克隆中獲得了13個藥物敏感性增加的克隆，其中定位到編碼基因的有6個，回復克隆對阿霉素敏感性得到回復確定了相關基因與與藥物敏感性之間的關系。因此，課題組建立的矩陣式基因突變文庫擴展了遺傳篩選的應用，具有廣泛的應用前景，并且建立相關網站為同行提供文庫服務。
黃粵課題組的劉光助理研究員、王雪博士（2017年畢業）和劉語方博士（2015年畢業）為該研究論文的共同第一作者，其他作者包括黃粵課題組的張美麗助理研究員、賈玉艷助理研究員；北京生命科學研究所的蔡濤研究員、沈志榮研究員。黃粵研究員為本文通訊作者。該研究工作得到了科技部重點研發計劃（2016YFA0100103）、中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程（2016-I2M-3-002）及國家自然科學基金（2013CB967002和31671410）等項目的資助。
（基礎醫學研究所）
