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      基因書簽調(diào)節(jié)干細胞的命運
      
			
      
				2019-01-09 09:49:02
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      在細胞分裂期間保持附著在染色體上的蛋白質(zhì)在確定干細胞可以變成的細胞類型中起關(guān)鍵作用。這項由EPFL科學(xué)家制作的發(fā)現(xiàn)對干細胞生物學(xué)及其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用具有重要意義。當(dāng)細胞分裂時，DNA整齊地包裹在染色體中，基因在蛋白質(zhì)中的正常表達停止，直到新細胞形成。然而，一些調(diào)節(jié)基因表達的蛋白質(zhì)仍然附著在染色體上，并為下一代細胞“標記”特定基因。這些蛋白質(zhì)被稱為“轉(zhuǎn)錄因子”，在胚胎干細胞中很重要，因為它們決定了它們可以生長或分化成哪種類型的細胞。EPFL科學(xué)家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，一種大量參與維持胚胎干細胞并控制其分化為大腦和脊髓干細胞的轉(zhuǎn)錄因子也會在細胞分裂過程中對基因進行書簽。該研究發(fā)表在Genes&Development上，對我們對干細胞生物學(xué)和分化的理解具有重要意義。
      

      基因書簽調(diào)節(jié)干細胞的命運
      

      基因“書簽”
      

      轉(zhuǎn)錄因子是調(diào)節(jié)基因的蛋白質(zhì)。他們通過與特定DNA序列結(jié)合來實現(xiàn)這一目標，從那里他們可以控制從DNA到信使RNA的轉(zhuǎn)錄速率，然后將其翻譯成蛋白質(zhì)。
      

      體內(nèi)的干細胞會長成不同的細胞類型。這是因為干細胞分為兩個細胞，然后是四個細胞，依此類推。在該細胞分裂期間，大多數(shù)轉(zhuǎn)錄因子被排除在染色體之外。然而，一些仍然附著并為新細胞“標記”特定基因。雖然書簽的生物學(xué)功能仍不清楚，但它可能參與維持細胞分裂過程中正常細胞和癌細胞的表型。
      

      此外，在大多數(shù)類型的干細胞類型中，基因書簽仍然很大程度上未被探索，我們不知道它是否在確定干細胞將生長成什么類型??的細胞中起作用。
      

      一個新的書簽轉(zhuǎn)錄因子
      

      EPFL的David Suter實驗室發(fā)現(xiàn)，一種名為Sox2的大量研究轉(zhuǎn)錄因子也會在干細胞分裂過程中對基因進行書簽。眾所周知，Sox2參與維持胚胎干細胞，神經(jīng)干細胞 - 它們成為大腦和脊髓的細胞 - 甚至是癌癥干細胞。
      

      Sox2也是誘導(dǎo)多能干細胞 - 非胚胎干細胞取自成體其他部位的四種重編程因子之一。因此，Sox2積極參與這些細胞的研究，這是一個新興且非常有前景的再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
      

      結(jié)合不同的顯微鏡技術(shù)，科學(xué)家觀察到Sox2在細胞分裂過程中附著在染色體上。他們還使用了一種稱為ChIP測序的方法，該方法可以分析整個基因組中DNA與蛋白質(zhì)的相互作用。該技術(shù)揭示了Sox2在分裂過程中與胚胎干細胞的各種染色體結(jié)合，為下一代細胞標記了一小組基因。
      

      當(dāng)然，研究人員想知道這對確定胚胎干細胞將成為何種細胞有多重要。為此，他們使用遺傳技術(shù)從細胞分裂中完全去除Sox2，特別是在細胞分裂結(jié)束并產(chǎn)生新細胞的時候。他們發(fā)現(xiàn)細胞分裂過程中Sox2的缺失嚴重限制了胚胎干細胞的分子形式 - 稱為“細胞命運”。Sox2的缺失也使它們無法分化為大腦和脊髓的干細胞，盡管它們?nèi)匀豢梢员挥行У刂鼐幊桃猿蔀檎T導(dǎo)的多能干細胞。
      

      “我們已經(jīng)知道，在細胞分裂過程中，少數(shù)轉(zhuǎn)錄因子仍與染色體結(jié)合，”David Suter說。“長期以來，人們一直認為細胞分裂過程中的染色體結(jié)合可能會影響細胞命運決定。”
      

      這項研究不僅表明Sox2也參與細胞分裂過程中的基因書簽，而且這種書簽通常會調(diào)節(jié)干細胞的細胞命運決定。這一發(fā)現(xiàn)為我們對干細胞生物學(xué)的理解打開了新的窗口，并為其在生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用開辟了新的可能性。“我們的研究結(jié)果超出了胚胎干細胞中Sox2書簽的特殊情況，”蘇特說，他仍然保持謹慎但對這一突破感到興奮。
      
			

			
        
      
			
      
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