作者伊娃·弗雷德里克，怀特黑德生物医学研究所 培养皿中的培养基
学分:怀特黑德生物医学研究所 细胞培养基包围着在实验室中生长的细胞，既是家又是食物
科学家数十年来用于研究癌细胞的媒体对促进细胞生长很有帮助——但不太擅长模拟人体条件
现在，一项新的研究表明，这些差异会影响一个基因对于增殖的人类细胞的适应性有多重要
在这篇在线发表在《细胞代谢》杂志上的论文中，怀特海研究所和摩根里奇研究所的研究人员对细胞进行了基于CRISPR的基因筛选，这些细胞是在传统培养基或新的生理培养基中培养的，而新的生理培养基是由怀特海研究所的萨巴蒂尼实验室设计的，旨在更精确地反映人类血液的营养成分
屏幕显示不同的基因在不同的条件下对生存和繁殖至关重要
怀特黑德研究所成员、合著者大卫·萨巴蒂尼是麻省理工学院的生物学教授，也是霍华德·休斯医学研究所的研究员，他说:“这项工作强调了使用更像人类的生理相关介质来培养人类癌细胞系的重要性。”
“我们可以从类似人类血浆的介质——或设计用于模拟全身其他液体的介质——的屏幕上了解到的信息，可能会为未来的新治疗方法提供信息
" 人类类血浆介质的广泛使用为许多研究人员打开了一扇大门，他们可以在实验室里进行实验，这些实验可能与人类疾病有更多的关系，但不需要复杂的方法或高昂的成本
“中等成分既相对容易获得，又相当灵活，”合著者杰森·康托(Jason Cantor)说，他是莫尔格里奇研究所的研究员，也是威斯康星-麦迪逊大学生物化学助理教授，也是萨巴蒂尼实验室的前博士后
“并不是所有的研究人员都能接触到专门的组织培养孵化器，也不是每个人都能轻松地追求一些更复杂的三维和共培养方法，但大多数人都能拿到一瓶培养基
" 大屏幕 不同的环境条件可能导致不同的基因是必需的这一观点并不是新观点
“人们已经在微生物中做到了这一点，并表明如果你把(细菌)置于不同的生长条件下——不同基因对细胞适应性的贡献会发生变化，”坎特说
考虑到这一推理——培养基成分可能会影响人类细胞生长所需的基因——研究人员建立了筛选机制，在不同种类的培养基中鉴定单个白血病细胞系中的关键基因
一批在传统培养基中培养，另一批在实验室的新培养基中培养，这种新培养基被称为类人血浆培养基，其代谢成分更能反映人血液中的代谢成分
他们使用的方法——称为CRISPR屏幕——利用CRISPR-Cas9基因编辑技术系统地剪切和敲除基因组中的基因，目的是创建一个细胞群体，其中每个可能的基因敲除都有代表
一些基因的表达对生存至关重要，当这些基因被删除时，细胞会生长缓慢或死亡
其他细胞可能有功能障碍，有些可能生长得更快
一旦汇集的细胞有机会生长和增殖，研究人员就对整个群体的遗传物质进行测序，以确定哪些基因对特定屏幕内的生存至关重要
一旦他们完成了最初的筛选，研究人员就确定了数百个有条件必需的基因——也就是说，细胞在一种培养基中生长相对于在另一种培养基中生长是必需的
有趣的是，这些依赖培养基的必需基因共同在许多不同的生物过程中发挥作用
为了确定这些基因在多大程度上依赖于所研究的细胞类型，研究人员随后对一组人类血液癌细胞系进行了类似的筛选，然后进行了后续工作，以了解为什么某些基因被确定为条件性必需基因
最终，他们发现了潜在的基因-营养物相互作用，特别是针对这些受影响的基因，追踪了某些代谢物(代谢所需的营养物和小分子)的有效性，这些代谢物在HPLM中与传统培养基相比有独特的定义
接下来的步骤 CRISPR屏幕可以帮助科学家识别潜在的药物靶点，并绘制出重要的细胞相互作用图，为癌症治疗提供信息
“现在人们使用CRISPR屏幕的方式太多了，”坎特说
“这项研究表明，代谢物的可利用性会对哪些基因对细胞生长至关重要产生重大影响，因此我认为，为了潜在地提高我们在实验室中所见的保真度，以及在体内可能发生的情况，在未来如何进行这类筛选方面，这有很多含义
" 这项研究还建立了细胞基因和环境之间更细微的关系
“理论上，这让我们能够通过控制血液中的代谢物水平来调整基因的重要性——编码的蛋白质有多重要，”坎特说
“这是我们的大构想之一
" 在未来，这些关系可以为癌症治疗提供信息
例如，如果科学家能够“调节”特定基因对癌细胞生长的重要性，那么由该基因编码的蛋白质可能成为更有希望的药物靶点——实际上，欺骗癌细胞揭示可能的环境依赖漏洞
“靶向代谢物治疗癌症的想法本身并不新鲜——事实上，它是一种至今仍在使用的公认的抗癌治疗酶的基础——但我认为我们的工作可能使我们能够寻找将这种方法与其他靶向治疗结合起来的方法
" “在我们的核心，我们是一个基本的细胞生物学实验室，”尼古拉斯·罗西特补充道，他是康托尔实验室的一名技术人员，也是这项研究的第一作者
“但无论何时你学习基本细胞生物学，都有可能将其转化为治疗策略
我们的计划只是继续在我们的实验室里突突前进，研究细胞生物学到底是如何受到这些环境因素的影响
我们做基础工作，然后有希望会有一些吉祥的发现，可以被带入治疗学
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
