最近,美國麻省總醫(yī)院哈佛干細胞研究所與奧地利科學家合作,識別出4種調控因子,能讓細胞重新編程變得更容易、更快、更有效。研究還發(fā)現,抑制CAF1能促進一種成熟細胞直接變成另一種細胞,跳過了中間步驟。
皮膚或血液的成熟細胞都有自己的“記憶”,即保持著從胚胎細胞變成特化成熟細胞的記錄。最近,美國麻省總醫(yī)院哈佛干細胞研究所與奧地利科學家合作,識別出4種調控因子,能讓細胞重新編程變得更容易、更快、更有效。
人體每個細胞均有相同的基因組,發(fā)育過程中這些基因如何開關,決定了它們將變成哪種細胞??刂七@些基因,引入新的因子,就能開啟成熟細胞基因組的休眠部分,讓它重新發(fā)育成另一種細胞型。然而,將一個皮膚細胞重新編程為多能干細胞(iPS)后,它也“知道”自己是皮膚細胞。奧地利分子生物技術研究所約瑟夫·潘寧格說,理想過程需要它“忘記”原來的身份,賦予新身份?!拔覀兿胝页鍪悄男┮蜃庸袒诉@種記憶,什么機制阻礙了iPS的形成?!?/p>
研究人員發(fā)表在最新一期《自然》雜志上的論文稱,他們對已知的染色質調控因子建立了基因庫,然后設計出一種篩選方法,從615個因子中識別出4個染色質調控因子。研究發(fā)現,抑制CAF1(染色質組裝因子)能使重新編程效率提高50到200倍,而抑制已知的障礙因子,效率僅提高3到4倍。重新編程正常情況需要9天,而在缺乏CAF1時,4天后就檢測到了第一個iPS細胞。
論文共同第一作者烏爾里奇·埃林說:“CAF1確保了在DNA復制和細胞分裂過程中,子細胞能保持自身記憶,編碼在DNA纏繞的組蛋白上。當我們阻斷CAF1時,子細胞不能以同樣方式纏繞DNA,失去這些信息變成一張白紙。在這種狀態(tài)下,它們對外部信號更敏感,我們能更容易地控制它們。”
研究還發(fā)現,抑制CAF1能促進一種成熟細胞直接變成另一種細胞,跳過了中間步驟。因此CAF1可能是一種普適的細胞身份保護者,不僅能將已經特化的細胞變成iPS細胞,還能促進成熟細胞之間互換身份。它有望作為一種通用鑰匙,讓人們按需塑造細胞、模擬疾病、測試藥物。