保持干細(xì)胞的無(wú)限潛力
胚胎干細(xì)胞(ESCs)是充滿潛力的定義,因?yàn)樗鼈兛梢猿蔀轶w內(nèi)任何類型的細(xì)胞。一旦他們開(kāi)始走向任何特定的組織路徑,他們就會(huì)失去無(wú)限的潛力??茖W(xué)家一直試圖了解為什么以及如何發(fā)生這種情況,以便創(chuàng)造再生療法,例如,可以誘導(dǎo)一個(gè)人自己的細(xì)胞來(lái)替換受損或患病的器官。
來(lái)自Salk研究所的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新的蛋白質(zhì)復(fù)合物,可以阻止干細(xì)胞,使它們保持無(wú)限潛力。新的復(fù)合體,稱為GBAF,于2018年12月3日在Nature Communications中詳細(xì)介紹,可為未來(lái)再生醫(yī)學(xué)提供目標(biāo)。
“該項(xiàng)目最初是對(duì)胚胎干細(xì)胞多能性的探索,這種特性使胚胎干細(xì)胞成為體內(nèi)所有不同的細(xì)胞類型,”Salk分子與細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室助理教授,高級(jí)作者Diana Hargreaves說(shuō)。論文。“了解各種基因網(wǎng)絡(luò)如何控制多能性是非常重要的,因此尋找一種以前未知的蛋白質(zhì)復(fù)合物起著如此重要的調(diào)節(jié)作用是非常令人興奮的。”
身體中的每個(gè)細(xì)胞都具有相同的DNA集,其中包含制作每種可能的細(xì)胞類型的說(shuō)明。大蛋白復(fù)合物(稱為染色質(zhì)重塑體)團(tuán)隊(duì)激活或沉默基因,將胚胎干細(xì)胞引導(dǎo)至特定路徑。就像一個(gè)計(jì)劃翻新房屋的承包商團(tuán)隊(duì)一樣,這些蛋白質(zhì)復(fù)合物含有不同的亞基,其組合改變了DNA的物理形狀,并決定了哪些基因可以被接近以指導(dǎo)細(xì)胞變成,例如,肺細(xì)胞或大腦細(xì)胞。
哈格里夫斯的團(tuán)隊(duì)想要更好地理解這些亞基如何結(jié)合在一起以及特定亞基如何決定復(fù)雜的功能。因此,他們轉(zhuǎn)向了一種名為BRD9的蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)與BAF染色質(zhì)重塑家族有關(guān),并被懷疑是一個(gè)亞基。該團(tuán)隊(duì)將BRD9的化學(xué)抑制劑應(yīng)用于胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)皿,并進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),以全面分析細(xì)胞的多能性與BAF復(fù)合物活性的變化。
該小組驚訝地發(fā)現(xiàn)BRD9可以抑制胚胎干細(xì)胞的發(fā)育。當(dāng)BRD9起作用時(shí),細(xì)胞保持其多能性,而當(dāng)其活性受到抑制時(shí),細(xì)胞開(kāi)始進(jìn)入下一個(gè)發(fā)育階段。確定哪些BAF復(fù)合物在細(xì)胞中起作用的進(jìn)一步工作揭示了另一個(gè)驚喜:BRD9是一個(gè)尚未知的BAF復(fù)合物的一部分。
“對(duì)我而言,我們研究中最令人興奮的事實(shí)是我們?cè)谂咛ジ杉?xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一種新的BAF復(fù)合物,”Salk研究助理和該論文的第一作者Jovylyn Gatchalian說(shuō)。
Hargreaves補(bǔ)充說(shuō):“我們對(duì)這項(xiàng)工作的看法是,BAF復(fù)合體的各個(gè)變體水平存在生化多樣性,可以實(shí)現(xiàn)更大的調(diào)節(jié)控制。了解該控制的復(fù)雜性將成為任何再生療法的關(guān)鍵。”
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