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    美國格萊斯通研究所的科學(xué)家們揭示了構建來(lái)自胚胎心臟細胞的全功能心臟所需成百上千個(gè)遺傳“開(kāi)關(guān)”的精確順序和計時(shí)，提供了關(guān)于一些形式的先天性心臟病遺傳基礎的線(xiàn)索。這一研究在線(xiàn)發(fā)布在《細胞》（Cell）雜志上。

    在這篇文章中，來(lái)自格萊斯通研究所高級研究員Benoit Bruneau博士實(shí)驗室的研究人員采用干細胞技術(shù)、新一代DNA測序和計算工具拼湊出了心臟如何成為心臟的“基因組藍圖”。這些研究結果為戰勝如心律失常和心室間隔缺損等危及生命的心臟缺陷提供了新希望。

    格萊斯通研究所新血管研究副主任Bruneau 博士說(shuō)：“先天性心臟缺損是最常見(jiàn)的出生缺陷類(lèi)型，在美國每年累及超過(guò)3.5萬(wàn)新生兒。由于研究側重于一小組基因，一直以來(lái)很難確定這些缺陷在遺傳水平上是如何形成的。在這里，我們通過(guò)觀(guān)察賦予心臟細胞獨特特性的全部遺傳物質(zhì)從廣角探討了心臟的形成。”

    在這項研究中，科學(xué)家們從小鼠處獲得了胚胎干細胞，在培養皿中模擬胚胎發(fā)育過(guò)程，將其重編程生成了跳動(dòng)的心臟細胞。接下來(lái)，他們從發(fā)育中和成熟心臟細胞中抽提出了DNA，利用一種先進(jìn)的基因測序技術(shù)ChIP-seq使得科學(xué)家們“看到”了DNA中書(shū)寫(xiě)的表觀(guān)遺傳學(xué)標記。

    論文的主要作者之一、格萊斯通研究所和加州大學(xué)舊金山分校Jeffrey Alexander 說(shuō)：“然而僅找到這些標記只是取得了成功的一半。我們接下來(lái)不得不破譯它們編碼了心臟形成的哪些方面。為此，我們利用了格萊斯通生物信息學(xué)核心（Gladstone Bioinformatics Core）的計算能力。這使得我們能夠將從基因序列中收集的成堆的數據整理成一個(gè)可讀取的、有意義的關(guān)于心臟如何成為心臟的藍圖。

    研究小組生成了一些意外的發(fā)現，他們發(fā)現在心臟細胞中基因群似乎以一種協(xié)調的方式共同起作用——在胚胎發(fā)育過(guò)程中在指定的時(shí)間作為一個(gè)群體開(kāi)啟和關(guān)閉。科學(xué)家們不僅確定了一大堆與心臟形成相關(guān)的新基因，他們還精確探究了這些新發(fā)現的基因是如何與從前已知基因相互作用的。

    繪制心臟基因組藍圖對于人類(lèi)健康的影響是深遠的。現在科學(xué)家們了解了這些基因如何控制了心臟，他們能夠開(kāi)始了解心臟病是如何破壞這一調控的。最終，他們可以尋找到預防、阻斷或消除罹患先天性心臟病兒童體內這些破壞的治療方法。

    Boyer 博士說(shuō)：”我們的研究結果提供了關(guān)于心臟形成過(guò)程中復雜的遺傳和表觀(guān)遺傳模式如何受到精確調控的新線(xiàn)索。尤其是，我們確定了有助于這一進(jìn)程的基因組的關(guān)鍵部分，將有希望讓我們確定許多形式的先天性心臟病的遺傳原因，這是對抗這一破壞性疾病重要的第一步。“

    Bruneau博士說(shuō)：”接下來(lái)，我們希望檢測先天性心臟病患者的DNA，希望我們能夠準確找到引起他們心臟缺陷的特異遺傳破壞。一旦我們確定了這一破壞，我們就可以開(kāi)始探索早期心臟形成過(guò)程中恢復正常基因功能的途徑，減少出生即有虛弱的，有時(shí)是致命的先天性心臟缺陷的嬰兒數量。“（來(lái)源：何嬙）