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遗传串扰是细胞平衡的关键

2019-06-18 09:35:31 • 来源：

根据Stowers医学研究所的最新研究，相互竞争的调控基因相互“交谈”，以维持细胞状态的平衡。在2017年6月5日在线发表的一项研究中，Stowers的科学家Bony De Kumar博士和Robb Krumlauf博士在“美国国家科学院院刊”上发表了直接交叉监管反馈的证据，或者Nanog和Hox基因之间的串扰。

遗传串扰是细胞平衡的关键

Nanog和Hox基因分别调节细胞多能性和分化。当细胞是多能的时，它们具有自我更新的能力并且可能变成许多细胞类型中的任何一种。当细胞分化时，它们会变成更特化的细胞类型，如心脏，大脑或皮肤细胞。

在成人生物体中，在这两种状态之间取得平衡对于保持许多组织处于平衡是很重要的。例如，血液供应具有分化，死亡或被修复的细胞，并且需要储备的产血成体干细胞群来帮助替代它们。

Stowers研究表明，多能性和分化之间的平衡部分取决于涉及Nanog和Hox基因之间抑制的调节通讯。Krumlauf将这种串扰与父母给孩子的指示进行了比较。

“父母可能会说，'你需要获得好成绩;你需要学习这一点'，以获得积极的指导，但他们可能会强调这一建议的重要性，并通过说'你不想这样做'来减少负面结果“，斯托默斯研究所的研究员兼科学主任，该研究的高级作者克鲁姆劳夫说。

积极和消极的指示都很重要。Nanog和Hox基因各自都有自己独特的工作，通过相互抑制，它们共同协作，通过帮助细胞避免错误转向并保持正常状态来指导细胞状态的适当平衡。

“差异化和多能性是经过深入研究的过程，”第一作者De Kumar说。“这篇论文实际上将这些过程联系在一起。之前，我们并不知道这些途径是相互通信的。这对我们来说非常令人惊讶。”

研究人员在小鼠胚胎干细胞分化的早期阶段研究Hox基因时发现了这一发现。这些“建筑师基因”控制着发育中胚胎的布局，并在建立基本身体计划和颅面发育中发挥关键作用。

在2小时12小时的视黄酸处理中，研究人员发现Hox和Nanog基因都与细胞中许多相同的靶位点结合，表明多能性和分化途径之间的调节性交叉。研究人员还观察到，根据具体情况，Hox和Nanog相互压制。这些研究结果描绘的细胞状态比固定程序更具塑性。

“在过去10到20年间，生物学家已经证明细胞正在积极评估他们的环境，并且他们有许多命运可供选择。我们发现的调节环路显示细胞的动态性质是如何维持的，” Krumlauf最近因其对Hox基因的开创性工作而入选国家科学院。

该工作提供了对组织形成的基本过程的重要见解，并且与再生医学领域和某些癌症的治疗方法的开发具有相关性。

其他Stowers贡献者包括Hugo J. Parker博士，Mark E. Parrish博士，Jeffrey J. Lange博士，Brian D. Slaughter，博士，Jay R. Unruh，Ph .D。和Ariel Paulson。

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