發(fā)現(xiàn)新的調(diào)節(jié)蛋白為干細(xì)胞工程提供了新的工具
加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物工程師發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì),可調(diào)節(jié)胚胎干細(xì)胞從最不發(fā)達(dá)的“幼稚”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦l(fā)達(dá)的“致敏”狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)揭示了分子水平的干細(xì)胞發(fā)育。該調(diào)查結(jié)果于3月28日在Cell Reports上在線發(fā)表。“這一發(fā)現(xiàn)為干細(xì)胞工程工具包提供了一個(gè)微調(diào)旋鈕,”加州大學(xué)圣地亞哥雅各布斯工程學(xué)院的生物工程教授,該研究的資深作者盛忠說。“許多以前發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)蛋白可以被認(rèn)為是粗調(diào)旋鈕,導(dǎo)致細(xì)胞行為發(fā)生更大的變化。我們需要這兩種工具來精確地將干細(xì)胞設(shè)置為所需的細(xì)胞狀態(tài),以便它們能夠?qū)崿F(xiàn)我們想要的功能。 “。
研究人員發(fā)現(xiàn),這種名為SMARCAD1的蛋白質(zhì)與一種特殊類型的組蛋白修飾相互作用,稱為組蛋白瓜氨酸化(H3R26Cit),以防止從幼稚到自發(fā)性多能狀態(tài)的自發(fā)轉(zhuǎn)換。通過抑制SMARCAD1與H3R26Cit的相互作用,研究人員能夠引發(fā)這種轉(zhuǎn)變。他們還發(fā)現(xiàn)抑制SMARCAD1表達(dá)的干細(xì)胞仍然具有多能性。“這一發(fā)現(xiàn)提供了一種方法,可以在兩個(gè)早期發(fā)育階段對(duì)應(yīng)的兩種細(xì)胞狀態(tài)之間微調(diào)干細(xì)胞,”生物信息學(xué)博士賈璐說。鐘的研究小組的學(xué)生,他是該作品的共同作者。
Zhong和他的團(tuán)隊(duì)首先使用由數(shù)百種具有不同轉(zhuǎn)錄后修飾的組蛋白肽組成的蛋白質(zhì)陣列,并發(fā)現(xiàn)SMARCAD1特異性地與H3R26Cit修飾相互作用。然后他們使用一種名為ChIP-seq的技術(shù)來測(cè)定SMARCAD1結(jié)合的全基因組分布以及不同種類的組蛋白修飾,并發(fā)現(xiàn)SMARCAD1特異性結(jié)合整個(gè)基因組中的H3R26Cit修飾的組蛋白。
研究人員還進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),其中他們抑制了SMARCAD1的表達(dá),以及一組單獨(dú)的實(shí)驗(yàn),其中他們抑制了一種更為一般形式的H3R26Cit,稱為H3Cit。在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中,他們觀察到細(xì)胞變化與從幼稚到致敏干細(xì)胞狀態(tài)的轉(zhuǎn)變一致,提供了更多證據(jù)證明SMARCAD1在干細(xì)胞發(fā)育中的調(diào)節(jié)作用。
展望未來,該小組正在調(diào)查是否SMARCAD1也起著調(diào)節(jié)的行為或抗癌作用的細(xì)胞。
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