李劲松

科研经历就如研究方向一样,在不断地“往返跑”

2007年回国即任中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的研究组长,并入选“百人计划”的李劲松,在建组初期也遇上了从博士后到研究组长的困境。在经历了4年焦虑的科研常态后,2011-2012年他同徐国良合作,连续见刊《Nature》《Science》,并首次建立了来自精子细胞的单倍体胚胎干细胞系,2015年又建立了来自卵子的单倍体胚胎干细胞系。一系列序贯的成果,极大地推动了单倍体干细胞技术的发展,也正如李劲松提到,沉迷于科研,如同“在海边捡贝壳的小孩,只觉得贝壳越捡越多、越看越美,浑然不觉海水已经漫过了脚踝”。

生物360精选了李劲松教授在2015年发表的3篇文章,翻译摘要以供读者更好的了解其工作成果。由于编辑个人翻译水平有限,如有错误感谢您的指正。

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Zhong C#, Yin Q#, Xie Z#, Bai M#, Dong R#, Tang W, Xing Y, Zhang H, Yang S, Chen L-L, Bartolomei MS, Ferguson-Smith A, Li D, Yang L*, Wu Y*&Li Jinsong*. CRISPR-Cas9-mediated genetic screening in mice with haploid embryonic stem cells carrying a guide RNA library. Cell Stem Cell2015, 17, 221-232.(注:开源paper可下载)

在携带指导RNA文库的单倍体胚胎干细胞的小鼠中完成CRISPR-Cas9介导的遗传筛选

摘要:
小鼠雄激素单倍体胚胎干细胞(AG-haESCs)可以支持半克隆(SC)胚胎注射到MII卵母细胞中的足月发育,因此在遗传修饰中具有潜在的应用价值。然而,半克隆(SC)幼崽的出生率极低,从而限制了这种方法的实际应用。半克隆(Semi-Cloned)胚胎是通过注射体细胞核到未去核的卵母细胞中产生的,在半克隆胚胎中,体细胞被用来作为精子的替代物。然而,由于异常的染色体分离,构建的半克隆胚胎在激活后形成了非整倍体而导致胚胎发育受到严重影响,不能发育到后期。在这里,我们研究发现,AG-haESCs删除了DMRs(差异性DNA甲基化区域)中调控两个抑制父本印记基因:H19和Gtl2,可以有效支持半克隆(SC)幼崽的出生。 使用CRISPR-Cas9在体外对这些DKO-AG-haESC的遗传操作可以产生具有高效率且多个修饰的半克隆(SC)小鼠。此外,用组成型表达的sgRNA文库和Cas9转染DKO-AG-haESC允许功能性诱变筛选。因此,DKO-AG-haESC是在单代中在小鼠中引入有机体范围(organism-wide)突变的有效工具。

2

Bosley KS, Botchan M, Bredenoord AL, Carroll D, Charo RA, Charpentier E, Cohen R, Corn J, Doudna J, Feng G, Greely HT, Isasi R, Ji W, Kim J, Knoppers B, Lanphier E, Li Jinsong, Lovell-Badge R, Martin GS, Moreno J, Naldini L, Pera M, Perry A, Venter JC, Zhang F & Zhou Q. CRISPR germline engineering-the community speaks. Nature Biotechnology 2015, 33, 5, 478-486.

CRISPR生殖系修饰工程——the community speaks

摘要:
两种主要的生殖系修饰策略——将CRISPR-Cas9转染到受精卵中或将CRISPR-Cas9注射到生殖干细胞中(然后产生携带校正基因的配子),生殖干细胞的工程化更有前景。在前一种方法中,不是所有产生的幼崽都携带校正后基因型,并且充分说明脱靶效应需要密切关注;而后一种方法允许在产生合子之前筛选配子的存在和基因修饰的保真度。在生殖干细胞介导的基因治疗可以被人类应用之前,至少有三个极为突出的技术障碍亟待解决。以精源干细胞(SSCs)为例,技术难题第一,如何实现人类干细胞系的有效衍生;第二,是否可以从培养的精源干细胞(SSCs)中获得成熟的精子;第三,是否有可能实现人类精源干细胞(SSCs)的有效遗传修饰?在我看来,在生殖细胞中用CRISPR-Cas9纠正人类遗传疾病,其路漫漫其修远兮。

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Liu P, Dou X, Liu C, Wang L, Xing C, Peng G, Chen J, Yu F, Qiao Y, Song L, Wu Y, Yue C, Li Jinsong, Han J, Tang K & Jing N. Histone deacetylation promotes mouse neural induction by restricting Nodal-dependent mesendoderm fate. Nature Communications 2015, 6: 6830.(注:开源paper可下载)

组蛋白脱乙酰化通过限制Nodal依赖性的中内胚层细胞促进小鼠的神经诱导

摘要:
细胞命运的决定需要外在信号和内在分子(包括转录因子以及表观遗传调控)之间的合作。然而,表观遗传修饰如何调控神经的分化,在很大程度仍然尚未清楚。在这里我们发现,在外胚层阶段短暂的组蛋白脱乙酰化促进了小鼠胚胎干细胞(mESCs)的神经分化。胚胎干细胞(mESCs)中的组蛋白脱乙酰酶1(HDAC1)缺失,体外实验—部分拟表型为对组蛋白脱乙酰化的抑制;在体实验—在嵌合小鼠胚胎中显示神经组织中的介入减少。机理研究表明,被组蛋白脱乙酰化抑制的节点Nodal,是组蛋白脱乙酰酶1(HDAC1)作用的直接靶标。此外,在E7.0小鼠胚胎的前外植体中组蛋白乙酰化的抑制导致Nodal激活和神经发育抑制。因此,我们的研究揭示了,通过限制来自体外的小鼠前外胚层神经胶质细胞和来自体内的胚胎干细胞(mESCs)的Nodal信号,表观遗传组蛋白去乙酰化确保神经分化的内在机制。

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