從全才到專家，Cell子刊揭示啟動干細胞分化的蛋白團隊
日期：2016-12-08 09:11:44
當植物將根扎進土壤的時候，根尖形成的新細胞就要擔負不同的責任，比如輸送水和營養(yǎng)物質(zhì)或者感知重力。
Duke大學的研究人員在擬南芥根部鑒定了一組DNA結(jié)合蛋白。他們在Developmental Cell雜志上發(fā)表文章指出，這些蛋白共同作用幫助前體細胞選擇性讀取基因組的不同部分，從而走向不同的命運。
一開始完全相同的細胞是如何啟動不同基因的呢？“這是一個先有雞還是先有蛋的問題，”文章第一作者Erin Sparks表示。擬南芥小小的絲狀根由大約15種細胞組成，每種細胞都有自己的任務。在轉(zhuǎn)錄因子的幫助下，一種根細胞指定時間只有少數(shù)基因是活躍的。研究人員對關鍵轉(zhuǎn)錄因子Short-root進行了研究。
Short-root是擬南芥前體細胞啟動特化程序的主開關，Short-root有缺陷的擬南芥存在根部生長受阻。Short-root也激活其他轉(zhuǎn)錄因子，啟動根部發(fā)育的級聯(lián)通路。人們已經(jīng)鑒定了許多Short-root的基因靶標，但還不清楚Short-root開關受什么控制。現(xiàn)在，Duke大學的研究人員找到了這個問題的答案。
他們鑒定了可能結(jié)合Short-root啟動子區(qū)域并控制其活性的二十多個根部蛋白。這些DNA結(jié)合蛋白發(fā)生突變，擬南芥根細胞的Short-root水平就會發(fā)生改變。研究顯示，這些蛋白有的啟動Short-root基因，有的關閉Short-root基因。它們的綜合效應是只在某些細胞激活Short-root主開關。“這一切的關鍵在于激活子與抑制子之間的平衡，”Sparks說。
干細胞的分化機制一直是科學家們關注的焦點。Sanford Burnham Prebys醫(yī)學探索研究所（SBP）的科學家們在干細胞分化研究中取得了突破性的進展。他們在Molecular Cell雜志上發(fā)表文章指出，多能因子OCT4不僅維持干細胞的當前狀態(tài)，還幫助細胞分化基因?qū)ν獠啃盘栕龊脺蕚洹?/span>
去年，日本RIKEN牽頭的國際合作項目FANTOM在Science雜志上發(fā)表了一項具有里程碑意義的成果。研究人員對不同細胞類型的RNA表達進行了廣泛的分析。他們發(fā)現(xiàn)，當細胞經(jīng)歷表型改變（比如細胞分化）時，最開始活化的是增強子區(qū)域。是增強子活化觸發(fā)了一系列后續(xù)事件，最終顯著改變細胞的表型。
2014年，哈佛大學的干細胞研究者提出了決定干細胞分化命運的新理論。研究人員在斑馬魚胚胎研究中發(fā)現(xiàn)，干細胞形成內(nèi)臟的區(qū)域存在前列腺素E2的濃度梯度。前列腺素E2的濃度能夠決定干細胞是成為肝細胞還是胰腺細胞。
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