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      科學家們發(fā)現(xiàn)了將干細胞保持在未分化狀態(tài)的蛋白質(zhì)
      
			
      
				2019-05-09 11:02:21
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      根據(jù)UNC醫(yī)學院研究人員的一項新研究，在細胞分裂過程中幫助解開DNA的一組特殊蛋白質(zhì)在保持干細胞未成熟狀態(tài)方面起著關(guān)鍵作用。
      

      科學家們發(fā)現(xiàn)了將干細胞保持在未分化狀態(tài)的蛋白質(zhì)
      

      該研究發(fā)表在在線雜志eLife上，闡明了干細胞的基本生物學，并提出了一種新的分子控制手段。干細胞具有再生特性，有可能徹底改變醫(yī)學，但這種潛力還遠未實現(xiàn)，因為人們對這些細胞如何發(fā)揮作用知之甚少。該研究還指出了更好地了解癌細胞如何在不引發(fā)細胞死亡的情況下維持快速細胞分裂。
      

      “像這樣的研究有助于解釋快速分裂細胞的潛在生物學，并可能為未來療法的發(fā)展提供信息，例如干細胞療法或癌癥治療，”研究高級作者Jean Cook博士說，他是UNC生物化學和生物物理學教授，成員UNC Lineberger綜合癌癥中心。
      

      該研究的重點是一組稱為微染色體維持(MCM)復合物的蛋白質(zhì)，已知它是細胞分裂的關(guān)鍵因素。細胞通過將MCM復合物加載到其染色體上來部分地準備分裂過程。這些復合物是在細胞分裂期間正確解開染色體DNA所需的，因此可以從原始組中形成兩組新的染色體 - 每個子細胞一組。
      

      “如果在細胞分裂之前沒有成功完成MCM加載，那么就會存在導致子細胞發(fā)生主要DNA突變和死亡的風險，”研究第一作者Jacob Matson說，他是庫克實驗室的博士候選人，表現(xiàn)最多在三年的實驗中。
      

      盡管MCM加載的重要性，細胞類型在它們準備細胞分裂的時間內(nèi)變化很大。例如，干細胞經(jīng)歷這個準備階段 - 被稱為細胞周期的G1階段 - 在更成熟的“分化”細胞(例如皮膚細胞或心肌細胞)所花費的時間的一小部分中。 。干細胞如何能夠快速過渡到G1期，而不會有不完整的MCM負荷和DNA損傷的風險，這一直是個謎。
      

      一種可能性是干細胞以某種方式保持較高的MCM加載速率，因此它們可以在較短的G1窗口內(nèi)完成必要的加載。為了研究，研究人員使用他們開發(fā)的敏感測定來測量MCM加載的速度。他們發(fā)現(xiàn)干細胞確實比成熟的分化細胞更快地加載MCM復合物。事實上，化學強迫這些干細胞分化成更成熟的細胞顯著減緩了成熟細胞的MCM加載速率。
      

      MCM負載和細胞分化的耦合也在另一個方向上起作用。
      

      “在干細胞中誘導較慢的MCM負荷導致它們更快地分化，”Matson說。
      

      結(jié)果表明，MCM加載速率是細胞發(fā)育的重要因素，特別是快速MCM加載是干細胞在不成熟的干細胞狀態(tài)下維持自身的作用。
      

      該研究結(jié)果還暗示，在更成熟的細胞中誘導快速MCM負荷可能有助于將它們轉(zhuǎn)變?yōu)楦杉毎?。將普通細?ldquo;重編程”為干細胞 - 稱為誘導多能干細胞- 現(xiàn)在在世界各地的實驗室中常規(guī)進行，并被視為治療干細胞的潛在未來來源。但是用于這種重新編程的標準方法并不像研究人員所希望的那樣有效。
      

      “可以想象，人工加速MCM加載會使這種重編程過程更加高效，”庫克說。
      

      她和她的同事現(xiàn)在正試圖更好地理解細胞向上或向下移動MCM加載速率的生物學機制。
      

      UNC的研究人員現(xiàn)在也正在研究MCM加載率在癌癥中的作用。例如，一些癌細胞在分裂時極易發(fā)生DNA錯誤。庫克及其同事懷疑，在某些情況下，這種“基因組不穩(wěn)定性”是由于細胞分裂加速時細胞未能提高其MCM加載速率。
      

      其他癌細胞，特別是那些具有干細胞特性的癌細胞，可能成功地提高其MCM加載速率以保持其自身活力。如果是這樣的話，那些降低MCM加載速率的藥物可以迫使這些癌癥進入生長緩慢，惡性程度較低的狀態(tài)，甚至可以通過使它們在細胞分裂過程中容易受到過量DNA損傷而殺死它們。
      

      庫克補充說：“我們懷疑MCM的快速加載是癌細胞如何快速生長而不會過度損害DNA的一個重要方面。這是一個值得追求的目標。”
      
			

			
        
      
			
      
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