在復(fù)制過程中單元如何保持其身份
在細胞分裂之前,染色體似乎是混亂的混亂。在細胞分裂過程中,親代細胞染色體及其重復(fù)體通過凝聚排序,比其他任何時候都要緊湊幾千倍。長期以來,研究人員一直認為基因在細胞分裂過程中變得“沉默”,而不是轉(zhuǎn)錄成蛋白質(zhì)或調(diào)節(jié)分子。這留下了細胞分裂后基因如何被正確重新激活的問題?,F(xiàn)在,賓夕法尼亞大學佩雷??爾曼醫(yī)學院的研究人員發(fā)現(xiàn)基因表達在細胞復(fù)制過程中確實存在。他們的研究結(jié)果在本周出版的科學。
“我們從回答什么控制細胞身份以及如何利用細胞重編程的角度來看待這個問題 - 例如,阻止癌癥復(fù)制或設(shè)計一個細胞來指導(dǎo)其'個性'的方向,所以“資深作者Kenneth S. Zaret博士,賓夕法尼亞大學再生醫(yī)學研究所所長,Joseph Leidy細胞與發(fā)育生物學教授。“細胞表達的一組基因決定了它是一種皮膚細胞,神經(jīng)細胞還是心肌細胞,在人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的200種不同的細胞類型中。”
此領(lǐng)域過去的研究也試圖找出最佳時間進行干預(yù),以改變細胞的命運。目前的科學論文轉(zhuǎn)向探索一個細胞如何從一個安靜的基因狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€完全活躍的基因和調(diào)控分子,控制著整個細胞身份的結(jié)果。
第一作者,Zaret實驗室的博士候選人Katherine C. Palozola是第一個在分裂期間尋找活細胞基因活動的方法。使用人肝細胞系,她標記核酸尿苷(四個基因信使構(gòu)建模塊之一)并跟蹤它以查看哪些基因在復(fù)制期間仍然有活性。
“我們很驚訝基因表達在復(fù)制過程中仍處于低水平 - 盡管處于低水平 - ”Palozola說。
雖然染色體在細胞分裂過程中非常緊湊,但是調(diào)節(jié)分子的序列被埋沒并且以前被認為無法轉(zhuǎn)錄,Palozola發(fā)現(xiàn)大多數(shù)基因及其附近區(qū)域促進基因功能仍然被積極表達。她發(fā)現(xiàn)細胞分裂后細胞如何醒來并回憶起“他們是誰”。最終驅(qū)動細胞分化的是增強子分子的序列,其遠離它們作用的基因。
費城兒童醫(yī)院的Gerd Blobel實驗室此前曾表示,這些遠處的改良劑在分裂期間“打盹”,因為它只持續(xù)約30分鐘 - 從生物學角度來說相對較快 - 并且在細胞分裂周期后重新上線。完成。
“這項研究最神奇的事情是,最終,我們不得不拋棄我們所知道的關(guān)于基因調(diào)控基本方面的知識,”Zaret說。“研究結(jié)果表明,我們需要考慮如何促進,而不是促進細胞分裂過程中進行調(diào)節(jié),這種重新調(diào)整會告訴我們怎樣一個小區(qū)的身份,被定義的基因,它表示,通過保留細胞分裂。我們希望它將提高我們刻意改變細胞身份的能力,為治療和研究創(chuàng)造新的細胞和組織。“
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