華中科技大學(xué)Nature子刊發(fā)布轉(zhuǎn)錄調(diào)控新方法
日期：2016-08-24 09:03:42
來(lái)自華中科技大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)香檳分校的研究人員證實(shí)，通過(guò)機(jī)械力誘導(dǎo)直接拉伸染色質(zhì)可上調(diào)轉(zhuǎn)錄。這項(xiàng)研究發(fā)布在8月22日的Nature Materials雜志上。
華中科技大學(xué)生命學(xué)院的汪寧（Ning Wang）教授，與伊利諾伊大學(xué)香檳分校的Andrew S. Belmont是這篇論文的共同通訊作者。汪寧長(zhǎng)期從事細(xì)胞生物力學(xué)及再生醫(yī)學(xué)機(jī)制研究，在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞骨架調(diào)控機(jī)理及干細(xì)胞等領(lǐng)域開展了多項(xiàng)開拓性研究，取得了多項(xiàng)創(chuàng)新成果。在Science，Nature Materials，Nature Communications, Nature Reviews Molecular Cell Biology, Science Signaling等國(guó)際權(quán)威期刊共發(fā)表學(xué)術(shù)論文一百多篇。
2009年，汪寧教授領(lǐng)導(dǎo)伊利諾大學(xué)香檳分校的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，胚胎干細(xì)胞有一個(gè)獨(dú)特固有的性能-即細(xì)胞軟性質(zhì)(Cell softness)-這個(gè)性能決定了為什么很小的機(jī)械力能夠促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的伸展與分化。相關(guān)成果發(fā)表在《Nature Materials》上。
2012年，汪寧教授與同濟(jì)醫(yī)學(xué)院黃波教授合作，提出了一種分離和培養(yǎng)腫瘤再生細(xì)胞(tumor-repopulating cell)的新方法。相關(guān)成果公布在Nature Materials雜志上。
2014年5月，汪寧教授帶領(lǐng)他在華中科技大學(xué)生命學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系的細(xì)胞生物力學(xué)與再生醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室和在美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的細(xì)胞分子力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究人員，通過(guò)細(xì)胞生物力學(xué)、生物材料學(xué)、干細(xì)胞生物學(xué)等多學(xué)科交叉研究，研發(fā)出了一種在體外從單個(gè)小鼠胚胎干細(xì)胞發(fā)育、分化形成有序三胚層原腸胚體的新方法。相關(guān)論文發(fā)布在Nature Communications雜志上。
2014年8月，汪寧教授和華中科技大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)香檳分校等機(jī)構(gòu)的研究人員一起證實(shí)，軟三維纖維蛋白膠通過(guò)促進(jìn)H3K9去甲基化，提高Sox2表達(dá)促進(jìn)了腫瘤再生細(xì)胞的自我更新。這項(xiàng)研究發(fā)表在Nature Communications雜志上。
機(jī)械力對(duì)活細(xì)胞功能起至關(guān)重要的作用。但目前對(duì)于機(jī)械力影響細(xì)胞核事件的潛在機(jī)制仍不清楚。在這篇新文章中，研究人員通過(guò)一種包被精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp）的磁珠，利用三維磁粒扭轉(zhuǎn)細(xì)胞測(cè)量?jī)x給細(xì)胞表面施加局部壓力，在活細(xì)胞中顯像了染色質(zhì)變形，以及壓力誘導(dǎo)的綠色熒光蛋白(GFP)標(biāo)記細(xì)菌染色體二氫葉酸還原酶(DHFR)轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)錄。
他們證實(shí)染色質(zhì)拉伸取決于壓力加載方向。DHFR轉(zhuǎn)錄上調(diào)對(duì)加載方向敏感，與染色質(zhì)拉伸幅度成比例。破壞絲狀肌動(dòng)蛋白或抑制肌球蛋白收縮可以破壞或減少機(jī)械力誘導(dǎo)的DHFR轉(zhuǎn)錄，而激活內(nèi)源收縮可上調(diào)機(jī)械力誘導(dǎo)的DHFR轉(zhuǎn)錄。
研究結(jié)果表明施加給整合素的局部壓力從拉緊的肌動(dòng)蛋白骨架處傳送至LINC復(fù)合物，隨后通過(guò)核纖層-染色質(zhì)互作可以直接拉伸染色質(zhì)，上調(diào)轉(zhuǎn)錄。
