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保持干细胞的无限潜能

胚胎干细胞(ESCs)是充满潜力的定义,因为它们可以成为人体中的任何类型的细胞。一旦它们开始沿着特定的路径进入某种组织,它们就失去了无限的潜力。科学家们一直在试图理解为什么会发生这种情况,以及这种情况是如何发生的,以便创造出一种再生疗法,例如,能够诱导一个人自己的细胞替换受损或患病的器官。

保持干细胞的无限潜能

索尔克研究所的科学家们发现了一种新的蛋白质复合物,这种复合物可以抑制干细胞的生长,使其保持无限的潜能。这个名为GBAF的新复合体将于2018年12月3日在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上详细介绍。它可能为再生医学提供一个未来的目标。

索尔克分子与细胞生物学实验室助理教授、论文的第一作者戴安娜•哈格里夫斯(Diana Hargreaves)表示:“该项目始于对胚胎干细胞多能性的探索,正是这种特性使得ESCs能够成为人体中所有不同类型的细胞。”“了解不同的基因网络是如何控制多能性的非常重要,因此发现一种之前未知的、发挥如此重要调节作用的蛋白质复合物非常令人兴奋。”

人体的每一个细胞都有相同的DNA,其中包含了制造每一种可能细胞类型的指令。一组大型蛋白质复合物(称为染色质重塑者)激活或沉默基因,引导胚胎干细胞沿着特定的路径前进。这些蛋白质复合物包含不同的亚基,它们的组合会改变DNA的物理形状,并决定哪些基因可以被接入,从而引导细胞变成,比如,肺细胞或脑细胞。

哈格里夫斯的团队想要更好地理解这些子单元是如何组合在一起的,以及特定的子单元是如何决定一个复杂函数的。于是他们转向一种叫做BRD9的蛋白质,这种蛋白质被认为与BAF家族的染色质重塑蛋白有关,并且被怀疑是一个亚基。该团队将BRD9化学抑制剂应用于胚胎干细胞培养皿中,并进行了一系列实验,综合分析了细胞多能性与BAF复合物活性变化的关系。

研究小组惊奇地发现BRD9对胚胎干细胞的发育起着抑制作用。当BRD9发挥作用时,细胞保持其多能性,而当其活性受到抑制时,细胞开始进入下一个发育阶段。进一步确定哪些BAF复合物在细胞中起作用的工作揭示了另一个惊喜:BRD9是一个未知BAF复合物的一部分。

“对我来说,我们的研究最令人兴奋的是,我们在胚胎干细胞中发现了一种新的BAF复合物,”索尔克研究所的助理研究员、论文第一作者乔维林·盖查利安(Jovylyn Gatchalian)说。

哈格里夫斯补充说:“我们在这项工作中看到的是,在BAF复合物的个体变异水平上存在生物化学多样性,这使得更大的调控控制成为可能。了解这种控制的复杂性将是任何再生疗法的关键。

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