点击显示 收起
HeLa细胞是人类生物学中最广泛应用的一种细胞系。从1952年至今，HeLa细胞促成了超过6万篇论文，其中涉及脊髓灰质炎疫苗的研发，和导致两项诺贝尔奖的研究。然而我们对于这些细胞到底有多了解呢？
在发表于近日G3（Genes, Genomes, and Genetics）杂志上的一篇论文中，研究人员分析了第一个完整的HeLa细胞基因组序列，证实HeLa细胞中基因复制和染色体重排混乱地组合。在HeLa细胞基因组中，染色体被打碎，然后随意地重新拼凑在一起，每个基因有5个以上的拷贝，异常的基因表达信号与正常人类组织存在显著的差异。研究人员认为，这些研究结果将对如何在实验室使用HeLa细胞产生深远的影响。
科学家们早就知道，快速分裂的、顽强的HeLa细胞并不正常，“但是没有人曾对这一基因组测序，在核苷酸分辨率下弄清楚这一基因组中重排发生的位置。我真的对这些细胞的异常情况感到惊讶，”该项目的领导者、德国欧洲分子生物学实验室（EMBL）的Lars Steinmetz说。
尽管这种细胞被广泛应用，以往从未对HeLa细胞基因组进行过测序。现在，测序成本的下降使得完成这一工作变为可能。Steinmetz和他的研究小组对来自HeLa Kyoto 细胞系的DNA和RNA进行了测序，生成了11亿个DNA读长（read），每个长度为101个碱基对，以及4.5亿个RNA序列。
分析这一基因组，研究人员惊讶地看到了一种称作染色体破碎的显著现象，染色体似乎断裂，然后与无数倒转或次序错乱的区域重新组合。染色体破碎是近期被描述的一种现象，与2-3%的癌症相关。在这种情况下，它有可能追溯到HeLa细胞的源头——Henrietta Lacks的宫颈癌。
其他的HeLa细胞特征可能是数十年来随着细胞适应实验室中的生活而演变得来。通过RNA分析，研究人员发现HeLa细胞的基因表达显著不同于正常人类组织的基因表达。细胞周期和DNA修复信号上调（快速分裂细胞预期该有的特征），而与免疫系统和环境感知相关的基因下调（这是细胞适应一种离体、营养丰富的实验室环境预期该有的特征）。
Steinmetz 说：“我们正利用这些细胞作为我们研究人类生物学的主力。如果我们具有这些基因组重排，很明显将会对于我们正在开展的基因功能注释产生影响。”
Steinmetz对HeLa细胞基因组进行测序，是为了利用这些细胞来研究杂合性等位基因，只有每个基因有两个等位基因时才能很好地开展这一研究。而他在HeLa细胞基因中发现了多达6个等位基因。“对于这些实验，HeLa不是一个好的系统，我们没有继续用它来开展研究，”他说。
对于基因组异常没有影响，科学家们只需要快速获取大量生物材料的试验，HeLa细胞仍然是适合的。但对于遗传学研究，研究人员必须确定HeLa细胞是否是解答手边这些研究问题的适当模型。如果是这种情况，研究人员现在可以利用HeLa基因组而不是人类基因组计划参考基因组作为基础，来更好地注释实验。
（生物通：何嫱）