研究團(tuán)隊(duì)破譯干細(xì)胞如何決定其身份

弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的塞巴斯蒂安·阿諾德(Sebastian Arnold)教授和耶琳娜·托西奇(Jelena Tosic)教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組現(xiàn)已成功地破譯了基本的分子控制機(jī)制，干細(xì)胞通過(guò)該機(jī)制決定了要轉(zhuǎn)化成哪種胚胎細(xì)胞類型。盡管在體內(nèi)每個(gè)細(xì)胞中都存在相同的遺傳信息，但至少部分地通過(guò)選擇性使用每種不同細(xì)胞類型的基因來(lái)實(shí)現(xiàn)。科學(xué)家在“ 自然細(xì)胞生物學(xué) ”雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

胚胎的未分化干細(xì)胞要么發(fā)育成神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞，即所謂的神經(jīng)外胚層，要么發(fā)展成中胚層和內(nèi)胚層的細(xì)胞，例如，許多不同類型的內(nèi)部器官或肌肉都從中發(fā)育。25多年來(lái)，已知該決定受胚胎信號(hào)分子(例如TGFβ和Wnt信號(hào))的調(diào)節(jié)。然而，到目前為止，仍不清楚這些信號(hào)如何控制細(xì)胞分化的第一個(gè)決定。

在Tosic博士論文的背景下進(jìn)行的這項(xiàng)研究表明，胚胎TGFβ和Wnt信號(hào)是通過(guò)T-box因子家族的基因調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子Eomes和Brachyury傳遞的。這些因素負(fù)責(zé)“開啟”所有中胚層和內(nèi)胚層細(xì)胞的分化基因程序。同時(shí)，這些T-box因子還充當(dāng)基因阻遏物，通過(guò)抑制相應(yīng)的基因程序來(lái)防止神經(jīng)組織的形成。這涉及細(xì)胞核中結(jié)構(gòu)的改變，而不涉及遺傳信息的內(nèi)容。

阿諾德說(shuō)：“研究結(jié)果代表了理解細(xì)胞在發(fā)育過(guò)程中如何發(fā)展其未來(lái)特性的基本機(jī)制的關(guān)鍵一步。” 它們還允許進(jìn)一步研究如何在細(xì)胞中永久編碼細(xì)胞身份。

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