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科学家识别4种调控因子-使细胞“失忆”让它变身干细胞

科学家识别出4种调控因子-使细胞"失忆"让它变身干细胞

皮肤或血液的成熟细胞都有自己的“记忆”,即保持着从胚胎细胞变成特化成熟细胞的记录。最近,美国麻省总医院哈佛干细胞研究所与奥地利科学家合作,识别出4种调控因子,能让细胞重新编程变得更容易、更快、更有效。

人体每个细胞均有相同的基因组,发育过程中这些基因如何开关,决定了它们将变成哪种细胞。控制这些基因,引入新的因子,就能开启成熟细胞基因组的休眠部分,让它重新发育成另一种细胞型。然而,将一个皮肤细胞重新编程为多能干细胞(iPS)后,它也“知道”自己是皮肤细胞。奥地利分子生物技术研究所约瑟夫·潘宁格说,理想过程需要它“忘记”原来的身份,赋予新身份。“我们想找出是哪些因子固化了这种记忆,什么机制阻碍了iPS的形成。”

研究人员发表在最新一期《自然》杂志上的论文称,他们对已知的染色质调控因子建立了基因库,然后设计出一种筛选方法,从615个因子中识别出4个染色质调控因子。研究发现,抑制CAF1(染色质组装因子)能使重新编程效率提高50200倍,而抑制已知的障碍因子,效率仅提高34倍。重新编程正常情况需要9天,而在缺乏CAF1时,4天后就检测到了第一个iPS细胞。

论文共同第一作者乌尔里奇·埃林说:“CAF1确保了在DNA复制和细胞分裂过程中,子细胞能保持自身记忆,编码在DNA缠绕的组蛋白上。当我们阻断CAF1时,子细胞不能以同样方式缠绕DNA,失去这些信息变成一张白纸。在这种状态下,它们对外部信号更敏感,我们能更容易地控制它们。”

研究还发现,抑制CAF1能促进一种成熟细胞直接变成另一种细胞,跳过了中间步骤。因此CAF1可能是一种普适的细胞身份保护者,不仅能将已经特化的细胞变成iPS细胞,还能促进成熟细胞之间互换身份。它有望作为一种通用钥匙,让人们按需塑造细胞、模拟疾病、测试药物。(摘自生物谷)