控制人類發(fā)育中的基因活動

Babraham研究所的研究人員揭示了對控制人類胚胎干細胞基因活性的分子開關的新認識。這種見解為提高驅動干細胞產(chǎn)生所需細胞類型的效率提供了新的途徑 - 這是實現(xiàn)其在再生醫(yī)學中的承諾的基本要求。在發(fā)育中的胚胎和干細胞的特化過程中，必須嚴格控制基因的活性(通過稱為表觀遺傳學的過程)，以便在正確的時間和正確的細胞中打開和關閉正確的基因。調節(jié)這一過程的主要方法之一是稱為Polycomb Repressive Complex 2(PRC2)的蛋白質復合物，它可以在需要時關閉基因。我們從先前的研究中了解到，PRC2對于控制果蠅和小鼠發(fā)育期間的基因活性是必需的，但我們對其在人類發(fā)育或干細胞特化中的作用知之甚少。

正如Cell Reports雜志所述，研究人員使用CRISPR基因編輯技術從人胚胎干細胞中刪除PRC2。PRC2的缺失導致細胞開啟許多在這些細胞中通常不活躍的基因。有趣的是，開啟的基因組在發(fā)育中的胚胎中形成特化細胞類型中具有重要作用。這一激動人心的發(fā)現(xiàn)揭示了PRC2的主要功能之一是在人類發(fā)育的早期階段將這些身份指定基因關閉，直到它們被要求為止。研究人員還發(fā)現(xiàn)，當這組基因異常接通時，胚胎干細胞的質量和穩(wěn)定性就會受到影響。這些變化導致缺乏PRC2的胚胎干細胞無法正確地專門化成成熟細胞類型。

Babraham研究所研究論文和研究小組負責人Peter Rugg-Gunn博士解釋說：“這項工作令人興奮，因為它揭示了基因活動受到人類發(fā)展中類似分子開關的控制，如同其他物種如蒼蠅一樣。我們還揭示了胚胎干細胞對基因被錯誤調控的反應方式的人類特異性差異。這些發(fā)現(xiàn)為我們自己物種的發(fā)育提供了新的見解，并可能使新的方法將胚胎干細胞轉變?yōu)橛杏玫募毎?。心臟和胰腺等類型，可用于細胞替代療法。“

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