保持干細(xì)胞的無(wú)限潛能

胚胎干細(xì)胞(ESCs)是充滿潛力的定義，因?yàn)樗鼈兛梢猿蔀槿梭w中的任何類型的細(xì)胞。一旦它們開(kāi)始沿著特定的路徑進(jìn)入某種組織，它們就失去了無(wú)限的潛力?？茖W(xué)家們一直在試圖理解為什么會(huì)發(fā)生這種情況，以及這種情況是如何發(fā)生的，以便創(chuàng)造出一種再生療法，例如，能夠誘導(dǎo)一個(gè)人自己的細(xì)胞替換受損或患病的器官。

索爾克研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的蛋白質(zhì)復(fù)合物，這種復(fù)合物可以抑制干細(xì)胞的生長(zhǎng)，使其保持無(wú)限的潛能。這個(gè)名為GBAF的新復(fù)合體將于2018年12月3日在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上詳細(xì)介紹。它可能為再生醫(yī)學(xué)提供一個(gè)未來(lái)的目標(biāo)。

索爾克分子與細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室助理教授、論文的第一作者戴安娜•哈格里夫斯(Diana Hargreaves)表示:“該項(xiàng)目始于對(duì)胚胎干細(xì)胞多能性的探索，正是這種特性使得ESCs能夠成為人體中所有不同類型的細(xì)胞。”“了解不同的基因網(wǎng)絡(luò)是如何控制多能性的非常重要，因此發(fā)現(xiàn)一種之前未知的、發(fā)揮如此重要調(diào)節(jié)作用的蛋白質(zhì)復(fù)合物非常令人興奮。”

人體的每一個(gè)細(xì)胞都有相同的DNA，其中包含了制造每一種可能細(xì)胞類型的指令。一組大型蛋白質(zhì)復(fù)合物(稱為染色質(zhì)重塑者)激活或沉默基因，引導(dǎo)胚胎干細(xì)胞沿著特定的路徑前進(jìn)。這些蛋白質(zhì)復(fù)合物包含不同的亞基，它們的組合會(huì)改變DNA的物理形狀，并決定哪些基因可以被接入，從而引導(dǎo)細(xì)胞變成，比如，肺細(xì)胞或腦細(xì)胞。

哈格里夫斯的團(tuán)隊(duì)想要更好地理解這些子單元是如何組合在一起的，以及特定的子單元是如何決定一個(gè)復(fù)雜函數(shù)的。于是他們轉(zhuǎn)向一種叫做BRD9的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)被認(rèn)為與BAF家族的染色質(zhì)重塑蛋白有關(guān)，并且被懷疑是一個(gè)亞基。該團(tuán)隊(duì)將BRD9化學(xué)抑制劑應(yīng)用于胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)皿中，并進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，綜合分析了細(xì)胞多能性與BAF復(fù)合物活性變化的關(guān)系。

研究小組驚奇地發(fā)現(xiàn)BRD9對(duì)胚胎干細(xì)胞的發(fā)育起著抑制作用。當(dāng)BRD9發(fā)揮作用時(shí)，細(xì)胞保持其多能性，而當(dāng)其活性受到抑制時(shí)，細(xì)胞開(kāi)始進(jìn)入下一個(gè)發(fā)育階段。進(jìn)一步確定哪些BAF復(fù)合物在細(xì)胞中起作用的工作揭示了另一個(gè)驚喜:BRD9是一個(gè)未知BAF復(fù)合物的一部分。

“對(duì)我來(lái)說(shuō)，我們的研究最令人興奮的是，我們?cè)谂咛ジ杉?xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一種新的BAF復(fù)合物，”索爾克研究所的助理研究員、論文第一作者喬維林·蓋查利安(Jovylyn Gatchalian)說(shuō)。

哈格里夫斯補(bǔ)充說(shuō):“我們?cè)谶@項(xiàng)工作中看到的是，在BAF復(fù)合物的個(gè)體變異水平上存在生物化學(xué)多樣性，這使得更大的調(diào)控控制成為可能。了解這種控制的復(fù)雜性將是任何再生療法的關(guān)鍵。

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