2016年08月16日訊 一份來自巴塞羅那基因組調(diào)控中心(Centre for Genomic Regulation)的研究報告表示,一對能使得細(xì)胞呈現(xiàn)不同基因形態(tài)的分子開關(guān)或?qū)ε囵B(yǎng)動物干細(xì)胞十分關(guān)鍵。這里的所謂的動物,幾乎橫跨整個生物圈,包括從低等的扁蟲到人類。詳細(xì)論文的形式已于2016年8月9日發(fā)表在《eLife》期刊上。
扁蟲(也被稱為渦蟲)有著神奇的自我再生能力,能在幾天之內(nèi)復(fù)原身體上任何部位的損傷。正因如此,基因調(diào)控中心研究小組的帶頭人曼努埃爾·伊里米亞(Manuel Irimia)選取了這種神奇的動物,作為研究干細(xì)胞基因的對象。
研究人員發(fā)現(xiàn)這些干細(xì)胞將基因的一些特定位置進(jìn)行“混搭”--這一過程也被稱為“選擇性剪接”(Alternative Splicing)。而在對那些已經(jīng)分化的扁蟲細(xì)胞的研究中也發(fā)現(xiàn)了不一樣的“基因混搭”--它們的基因經(jīng)過了了不同的選擇性剪切。
于是研究團(tuán)隊開始了更深入的研究,他們發(fā)現(xiàn)影響細(xì)胞進(jìn)行不同選擇性剪接的因子是兩個分子群:CELF和MBNL。它們倆的關(guān)系就像“一陰一陽”:CEFL分子能將基因的形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟茏晕以偕母杉?xì)胞,而MBNL分子則能引導(dǎo)細(xì)胞進(jìn)行分化。
而伊里米亞之前的研究也提供了佐證,MBNL蛋白質(zhì)分子以及基因選擇性剪接,對于人類和老鼠胚胎干細(xì)胞分化過程十分重要。
其實,科學(xué)家早就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了對獲取哺乳動物胚胎干細(xì)胞意義重大的蛋白質(zhì)分子--“轉(zhuǎn)錄因子”。但是,轉(zhuǎn)錄因子并不適用于無脊椎動物的干細(xì)胞培養(yǎng)。無脊椎動物早在6億年前從哺乳動物的祖先中分化出來,這也意味著在進(jìn)化史上,它們是“小鮮肉”。
面對如此驚艷的研究結(jié)論,伊里米亞總結(jié)道:“我們在多個物種中都發(fā)現(xiàn)了這樣的基因選擇性剪切機(jī)制。這樣的結(jié)果表明這種機(jī)制可能是一種十分古老的生物機(jī)制,也許和轉(zhuǎn)錄因子一樣,在干細(xì)胞的分化過程中也有著同等的重要意義?!?/p>
研究團(tuán)隊希望接下來的工作中,能進(jìn)一步理解基因選擇性剪切的‘陰陽’轉(zhuǎn)換機(jī)制,這將能有效改善培養(yǎng)干細(xì)胞和分化干細(xì)胞的科學(xué)方法,也能在再生醫(yī)學(xué)(Regenerative Medicine)中得到大量應(yīng)用。
該研究的其他的參與者還包括:來自德國亥姆霍茲國家研究中心聯(lián)合會(the Helmholtz Association)所屬的麥克斯·德爾布呂克分子醫(yī)學(xué)中心(the Max Delbrück Center for Molecular Medicine)的霍爾迪·索拉納(Jordi Solana)、尼古拉斯·雷吉斯基(Nikolaus Rajewsky)以及來自分子醫(yī)學(xué)中心和加拿大多倫多大學(xué)(the University of Toronto)的其他研究者。
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