新發(fā)現(xiàn)解釋了為什么具有相同基因的細(xì)胞執(zhí)行獨(dú)特工作

盡管含有相同的基因，科學(xué)家們已經(jīng)做了一個重要的發(fā)現(xiàn)，解釋了我們身體中數(shù)十億個不同細(xì)胞的外觀和行為如何以及為何如此不同。這一發(fā)現(xiàn)由都柏林圣三一學(xué)院Smurfit遺傳學(xué)研究所的團(tuán)隊(duì)制作，適用于所有復(fù)雜的動物，包括人類。

該團(tuán)隊(duì)在動物身上發(fā)現(xiàn)了一個全新的蛋白質(zhì)家族 - 包括魚類，爬行動物，鳥類和哺乳動物 - 他們將其命名為PALI1和PALI2。令人著迷的是，這些蛋白質(zhì)家族起源于自數(shù)百萬年前脊椎動物和無脊椎動物物種彼此進(jìn)化以來獲得新功能的基因。具體而言，PALI1對胚胎發(fā)育至關(guān)重要，特別是對于控制細(xì)胞身份。

三位一體的遺傳學(xué)副教授Adrian Bracken帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)剛剛在國際領(lǐng)先的科學(xué)期刊Molecular Cell上發(fā)表了這些研究成果。Eric Conway博士和Emilia Jerman博士是論文的主要作者，之前曾在Bracken教授的實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任博士生，同時該團(tuán)隊(duì)還與日本Riken研究所的Haruhiko Koseki實(shí)驗(yàn)室合作。

這項(xiàng)新工作有助于理解為什么血細(xì)胞和腦細(xì)胞的外觀和行為截然不同，但含有完全相同的基因。這個關(guān)于所謂的“細(xì)胞身份”的令人費(fèi)解的問題是表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域的核心問題，它致力于解釋身體中具有相同基因組的細(xì)胞如何能夠以不同的方式表現(xiàn)和行為。表觀遺傳學(xué)的研究為每種類型的細(xì)胞如何具有其獨(dú)特的基因模式提供了關(guān)鍵的分子見解，這些基因模式可以以嚴(yán)格控制的方式打開或關(guān)閉。

其核心是一組稱為Polycombs的表觀遺傳調(diào)節(jié)因子，它們對于調(diào)節(jié)植物和動物界的多細(xì)胞生物中的細(xì)胞特性至關(guān)重要。Bracken實(shí)驗(yàn)室研究了這些Polycomb表觀遺傳調(diào)節(jié)因子的生物學(xué)特性，他們新發(fā)現(xiàn)的PALI1和PALI2蛋白質(zhì)形成了一個新的Polycombs家族，其獨(dú)特之處在于它們僅存在于脊椎動物中 - 它們不存在于無脊椎動物或植物中。

Bracken教授在評論研究結(jié)果時說：“PALI1和PALI2的這一發(fā)現(xiàn)是我們理解干細(xì)胞如何專注于復(fù)雜動物(如魚類，爬行動物，鳥類和哺乳動物)的重要一步。”

“除了它與干細(xì)胞生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)的相關(guān)性之外，它還可能對未來的癌癥治療產(chǎn)生影響。例如，我們還在研究一種名為EZH2的相關(guān)Polycomb蛋白，其功能在某些血液和腦癌中被解除管制。已開發(fā)出針對EZH2治療這些患者的新藥，但我們的新結(jié)果表明，這些患者也可能通過靶向PALI1和PALI2 Polycomb蛋白的藥物進(jìn)行治療，這可能會帶來額外的益處。

“Bracken實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行的這項(xiàng)研究得到了愛爾蘭癌癥協(xié)會，愛爾蘭研究理事會，全球癌癥研究，健康研究委員會和愛爾蘭科學(xué)基金會的資助，對此我們非常感激。”

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