从二战流浪孤儿与畸胎瘤 F9 细胞,到第一只基因敲除鼠:人类是如何拥有“上帝基因开关”的?
2007 年 10月8日 · F9 小鼠胚胎癌细胞、小鼠胚胎干细胞(mESC)、明胶包被皿与 G418(Geneticin)筛选抗生素
你知道吗?
一个四岁时在二战废墟里靠吃垃圾活下来的流浪孤儿,和一群从畸胎瘤 F9 前辈手里接过接力棒的胚胎干细胞,联手给了全人类一把挨个测试两万个基因功能的‘上帝开关’。
如果你正在细胞房里用 0.1% 明胶包被培养皿、精心伺候着一皿生长迅速的 F9 细胞(小鼠胚胎癌细胞 / 畸胎瘤细胞),请对这群小家伙多一分敬意——因为正是 F9 所属的小鼠畸胎瘤细胞系,当年为人类推开了“胚胎干细胞”与“基因敲除小鼠(Knockout Mouse)”的大门!
在 20 世纪 70 年代,科学家想改写哺乳动物的基因组简直是痴人说梦。英国剑桥大学的马丁·埃文斯(Martin Evans)起初一直在研究像 F9 这样的小鼠胚胎癌细胞(EC cells),它们虽然具有多能性,但因为核型异常无法稳定产生生殖系嵌合小鼠;凭借在畸胎瘤细胞上练就的精湛培养手艺,埃文斯在 1981 年直接从小鼠早期囊胚内细胞团中分离出了染色体完全正常的小鼠胚胎干细胞(mESC)——只要把它注回代孕母鼠囊胚,就能长成小老鼠的精子和卵子!
与此同时,另一条震撼人心的命运线在美国犹他大学交汇:马里奥·卡佩奇(Mario Capecchi),一位四岁时在二战意大利街头靠翻垃圾桶和流浪乞讨活下来、九岁时还不识字的传奇孤儿,与奥利弗·史密斯(Oliver Smithies)独立攻克了哺乳动物细胞内的“DNA 同源重组(Homologous Recombination)”。
卡佩奇发明了巧妙的“正负双向筛选法(Neo 抗性基因加 G418 正筛 + HSV-tk 负筛)”,在百万分之一的极低概率中精准捉到了目标基因被替换的胚胎干细胞!当把这颗改写基因的干细胞注回囊胚,人类历史上第一只“基因敲除小鼠”昂首诞生。
2007 年 10 月 8 日,三位大师共同捧起了诺贝尔生理学或医学奖。