新發(fā)現(xiàn)解釋了為什么具有相同基因的細胞執(zhí)行獨特工作
盡管含有相同的基因,科學家們已經(jīng)做了一個重要的發(fā)現(xiàn),解釋了我們身體中數(shù)十億個不同細胞的外觀和行為如何以及為何如此不同。這一發(fā)現(xiàn)由都柏林圣三一學院Smurfit遺傳學研究所的團隊制作,適用于所有復雜的動物,包括人類。
該團隊在動物身上發(fā)現(xiàn)了一個全新的蛋白質(zhì)家族 - 包括魚類,爬行動物,鳥類和哺乳動物 - 他們將其命名為PALI1和PALI2。令人著迷的是,這些蛋白質(zhì)家族起源于自數(shù)百萬年前脊椎動物和無脊椎動物物種彼此進化以來獲得新功能的基因。具體而言,PALI1對胚胎發(fā)育至關(guān)重要,特別是對于控制細胞身份。
三位一體的遺傳學副教授Adrian Bracken帶領(lǐng)團隊剛剛在國際領(lǐng)先的科學期刊Molecular Cell上發(fā)表了這些研究成果。Eric Conway博士和Emilia Jerman博士是論文的主要作者,之前曾在Bracken教授的實驗室擔任博士生,同時該團隊還與日本Riken研究所的Haruhiko Koseki實驗室合作。
這項新工作有助于理解為什么血細胞和腦細胞的外觀和行為截然不同,但含有完全相同的基因。這個關(guān)于所謂的“細胞身份”的令人費解的問題是表觀遺傳學領(lǐng)域的核心問題,它致力于解釋身體中具有相同基因組的細胞如何能夠以不同的方式表現(xiàn)和行為。表觀遺傳學的研究為每種類型的細胞如何具有其獨特的基因模式提供了關(guān)鍵的分子見解,這些基因模式可以以嚴格控制的方式打開或關(guān)閉。
其核心是一組稱為Polycombs的表觀遺傳調(diào)節(jié)因子,它們對于調(diào)節(jié)植物和動物界的多細胞生物中的細胞特性至關(guān)重要。Bracken實驗室研究了這些Polycomb表觀遺傳調(diào)節(jié)因子的生物學特性,他們新發(fā)現(xiàn)的PALI1和PALI2蛋白質(zhì)形成了一個新的Polycombs家族,其獨特之處在于它們僅存在于脊椎動物中 - 它們不存在于無脊椎動物或植物中。
Bracken教授在評論研究結(jié)果時說:“PALI1和PALI2的這一發(fā)現(xiàn)是我們理解干細胞如何專注于復雜動物(如魚類,爬行動物,鳥類和哺乳動物)的重要一步。”
“除了它與干細胞生物學和再生醫(yī)學的相關(guān)性之外,它還可能對未來的癌癥治療產(chǎn)生影響。例如,我們還在研究一種名為EZH2的相關(guān)Polycomb蛋白,其功能在某些血液和腦癌中被解除管制。已開發(fā)出針對EZH2治療這些患者的新藥,但我們的新結(jié)果表明,這些患者也可能通過靶向PALI1和PALI2 Polycomb蛋白的藥物進行治療,這可能會帶來額外的益處。
“Bracken實驗室正在進行的這項研究得到了愛爾蘭癌癥協(xié)會,愛爾蘭研究理事會,全球癌癥研究,健康研究委員會和愛爾蘭科學基金會的資助,對此我們非常感激。”
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