研究发现代谢蛋白重新定位以启动胚胎的基因组

为了打开它的基因组 - 从每个亲本遗传的全套基因 - 哺乳动物胚胎需要重新定位一组蛋白质，加州大学洛杉矶分校的Eli和Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心的研究人员发现了这一点。根据由资深作者Utpal Banerjee领导的新研究，在小鼠胚胎受精后约两天，通常在细胞产生能量的线粒体中发现的代谢蛋白质移动到含有DNA的细胞核中。

在发育早期，哺乳动物胚胎 - 或受精卵 - 具有从卵细胞中包含的基因和蛋白质生长和分裂所需的所有材料。但经过几次细胞分裂后，受精卵需要激活自己的基因组。研究人员从未完全理解这种转变是如何产生的。他们知道某些代谢化合物，如丙酮酸，是必需的，但也观察到线粒体 - 通常将丙酮酸加工成能量 - 在这个发育阶段很小且无活性。

分子，细胞和发育生物学教授，加州大学洛杉矶分校广泛干细胞研究中心的联合主任Banerjee及其同事证实，通过在缺乏丙酮酸的培养皿中培养小鼠受精卵，受精卵需要丙酮酸来激活其基因组。然后，在小鼠和人类胚胎中，研究人员使用许多方法来确定通过称为TCA循环的代谢程序处理丙酮酸的蛋白质的位置。胚胎激活的其基因组中之前，在小鼠两细胞阶段，TCA循环蛋白从线粒体移动到的细胞核的细胞，研究人员发现。虽然在缺乏丙酮酸的培养皿中生长的小鼠细胞通常在双细胞阶段停止生长，但研究人员可以通过添加由TCA循环产生的代谢化合物来拯救这些细胞。重复人类胚胎中的一些实验，他们证实了代谢蛋白质正在基因组被激活时从线粒体移动到细胞核 - 在人类的六到八细胞阶段。

代谢蛋白质对早期胚胎发育的重要性可能会影响某些类型的不孕症的未来治疗。此外，研究人员推测，一些干细胞具有相似的代谢特性早期的受精卵，其中包括肿瘤干细胞，可以重新定位TCA循环的蛋白质。更好地了解搬迁可以阐明干细胞生物学并改变癌症治疗方法。

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