美國(guó)科學(xué)家在《細(xì)胞—干細(xì)胞》雜志上撰文指出,,在老鼠身上進(jìn)行的研究表明,,Mof蛋白在保護(hù)干細(xì)胞的“干性”(幫助干細(xì)胞閱讀和使用自己的DNA)方面起關(guān)鍵作用,,最新研究對(duì)于發(fā)揮干細(xì)胞治療疾病的潛力至關(guān)重要,。
干細(xì)胞可以變成身體內(nèi)的任何細(xì)胞,,但干細(xì)胞如何保存這種能力以及如何“決定”放棄這種狀態(tài)并變成特定的細(xì)胞這兩個(gè)問題一直困擾著科學(xué)家,。成功解答這兩個(gè)問題,,將會(huì)大大拓展我們利用干細(xì)胞治療疾病的能力?,F(xiàn)在,密歇根大學(xué)病理學(xué)和生物化學(xué)副教授竇亞麗(音譯)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),,Mof蛋白是回答這兩個(gè)問題的關(guān)鍵,。
竇亞麗團(tuán)隊(duì)集中研究了當(dāng)DNA纏繞在被稱作組蛋白的微小線軸上時(shí)給DNA添加臨時(shí)標(biāo)記的一些遺傳因子。他們發(fā)現(xiàn),,為了讀取DNA,,細(xì)胞不得不讓它從這些線軸上一點(diǎn)點(diǎn)地解開,以使得基因閱讀機(jī)制能接觸到遺傳代碼并進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,。這種由Mof蛋白添加的臨時(shí)標(biāo)簽可以像微小的分子信標(biāo)一樣發(fā)揮作用,,將該閱讀機(jī)制引導(dǎo)至合適的位置。
竇亞麗表示:“簡(jiǎn)而言之,,Mof蛋白調(diào)控核心轉(zhuǎn)錄機(jī)制,,沒有它,干細(xì)胞會(huì)變得名不副實(shí),。細(xì)胞內(nèi)有很多這種組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶,,但只有Mof蛋白在未分化的細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮著重要作用。另外,,Mof蛋白也使細(xì)胞能決定它想閱讀哪個(gè)基因,,沒有它,胚胎干細(xì)胞會(huì)失去自我更新能力并開始分化,。”
最新發(fā)現(xiàn)對(duì)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)的研究也具有重要作用,。iPS細(xì)胞在治療疾病方面大有潛力,因?yàn)樗芾迷醋圆∪俗陨斫M織的干細(xì)胞來治療疾病,。但目前利用成體組織制造iPS細(xì)胞時(shí),,會(huì)用到致癌基因,,這一點(diǎn)讓病人和醫(yī)生望而卻步。竇亞麗表示,,進(jìn)一步研究Mof蛋白或許會(huì)使人們無(wú)需使用這種潛在有害的方法,。
接下來,他們將集中研究Mof蛋白如何對(duì)名為染色質(zhì)的DNA結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)記以便讓基因組的DNA片段容易被接觸到,??茖W(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在干細(xì)胞中,,很多DNA區(qū)域都是開放的,,這可能因?yàn)楦杉?xì)胞需要使用自己的DNA來制造很多阻止它們分化的蛋白。一旦干細(xì)胞開始分化或變成某種特定類型的細(xì)胞,,某些DNA片段會(huì)關(guān)閉且無(wú)法接觸。已有很多科研團(tuán)隊(duì)對(duì)這種“選擇性沉默”過程和導(dǎo)致干細(xì)胞只需讀取某些基因就開始分化的遺傳因子進(jìn)行了研究,,但很少有人研究促進(jìn)廣泛的DNA轉(zhuǎn)錄來維持干細(xì)胞的干性,。
竇亞麗表示:“Mof蛋白為需要保持開放的地方做了標(biāo)記,并讓干細(xì)胞能變成任何細(xì)胞的潛力得以保存,。”由于編碼Mof蛋白的基因在果蠅和小鼠中擁有相同的序列,,因此,Mof蛋白可能在很多物種中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,。(生物谷Bioon.com)
doi:10.1016/j.stem.2012.04.023
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PMID:
The Histone Acetyltransferase MOF Is a Key Regulator of the Embryonic Stem Cell Core Transcriptional Network
Xiangzhi Li, Li Li, Ruchi Pandey, Jung S. Byun, Kevin Gardner, Zhaohui Qin, Yali Dou
Pluripotent embryonic stem cells (ESCs) maintain self-renewal and the potential for rapid response to differentiation cues. Both ESC features are subject to epigenetic regulation. Here we show that the histone acetyltransferase Mof plays an essential role in the maintenance of ESC self-renewal and pluripotency. ESCs with Mof deletion lose characteristic morphology, alkaline phosphatase (AP) staining, and differentiation potential. They also have aberrant expression of the core transcription factors Nanog, Oct4, and Sox2. Importantly, the phenotypes of Mof null ESCs can be partially suppressed by Nanog overexpression, supporting the idea that Mof functions as an upstream regulator of Nanog in ESCs. Genome-wide ChIP-sequencing and transcriptome analyses further demonstrate that Mof is an integral component of the ESC core transcriptional network and that Mof primes genes for diverse developmental programs. Mof is also required for Wdr5 recruitment and H3K4 methylation at key regulatory loci, highlighting the complexity and interconnectivity of various chromatin regulators in ESCs.