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北京,12月15日(科学日报)——皮肤或血液的成熟细胞有它们自己的“记忆”,也就是说,它们保持着从胚胎细胞到特化成熟细胞的变化记录。最近,美国马萨诸塞州总医院的哈佛干细胞研究所与奥地利科学家合作,确定了四个可以使细胞重新编程更容易、更快和更有效的调节因素。
人体内的每个细胞都有相同的基因组。这些基因在发育过程中是如何开关的,决定了它们会变成哪个细胞。控制这些基因并引入新的因子可以打开成熟细胞基因组的休眠部分,让它们再次发育成另一种细胞类型。然而,在将皮肤细胞重新编程为多能干细胞后,它也“知道”它是皮肤细胞。奥地利分子生物技术研究所的约瑟夫·潘宁格说,理想的过程要求它“忘记”自己的原始身份,并赋予它新的身份。“我们想找出是什么因素巩固了这种记忆,以及是什么机制阻碍了诱导多能性的形成。”
研究人员在最新一期《自然》杂志上发表的论文中表示,他们已经建立了已知染色质调节因子的基因库,然后设计了一种筛选方法,从615个因子中识别出4个染色质调节因子。研究发现,抑制CAF1(染色质装配因子)可以将重编程效率提高50至200倍,而抑制已知的屏障因子只能将效率提高3至4倍。重编程通常需要9天,而在没有CAF1的情况下,4天后检测到第一个诱导多能干细胞。
该论文的合著者Ulrici Erin说:“CAF1确保子细胞在复制和细胞分裂过程中能够保持自身记忆,并对包裹在DNA中的组蛋白进行编码。当我们阻断CAF1时,子细胞不能以同样的方式包裹DNA,失去这些信息就变成了一张白纸。在这种状态下,它们对外部信号更敏感,我们可以更容易地控制它们。”
研究还发现,抑制CAF1可以直接促进一个成熟细胞变成另一个,跳过中间步骤。因此,CAF1可能是一种通用的细胞身份保护因子,它不仅可以将特化细胞转化为诱导多能性细胞,还可以促进成熟细胞之间的身份交换。它有望成为万能钥匙,允许人们根据需要塑造细胞、模拟疾病和测试药物。
(编者:胡彦明)
标题:让细胞“失去记忆”,并将其转化为干细胞。
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