德國明斯特的馬普分子生物醫(yī)學(xué)研究所漢斯·舒勒領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組成功地利用分子機理,，使實驗鼠細(xì)胞的“復(fù)位”過程變得更加有效,，如果這項最新成果能應(yīng)用于人類，對患者自身干細(xì)胞的修復(fù)將邁出重要的一步,。這項研究成果刊登在最新一期的《細(xì)胞》雜志上。
一直以來,，科學(xué)家已經(jīng)能通過改變正常細(xì)胞的基因或蛋白質(zhì)注射,，使普通體細(xì)胞變成萬能干細(xì)胞，但是這種方法收效很低,，迄今只有萬分之一的皮膚細(xì)胞能夠重新編碼,。日本科學(xué)家在4年前通過分子生物學(xué)手段，首次成功地使實驗鼠的皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)換成類似胚胎干細(xì)胞,，這種干細(xì)胞可以構(gòu)成人體200多種其他細(xì)胞,。產(chǎn)生這種誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞），既不需要卵細(xì)胞,，也不需要胚胎,，只需要4個能進入細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄基因：Oct4、SOX2,、c-Myc和Klf4,。不久后發(fā)現(xiàn)，同樣的方法應(yīng)用于人體皮膚細(xì)胞也有效,。
從那時起,，這種方法有了明顯改進，例如科學(xué)家不依靠所謂的“基因搭載”也可以產(chǎn)生iPS細(xì)胞,，4種關(guān)鍵因子現(xiàn)在已作為蛋白質(zhì)注射被應(yīng)用,。然而這種方法的效果還是很低，平均1萬個普通細(xì)胞只有1個能變成iPS細(xì)胞,，少數(shù)獲得的iPS細(xì)胞還必須從細(xì)胞混合物中進行分離,，整個過程至少需要3周至4周。
通過體細(xì)胞能更快地獲得iPS細(xì)胞,，體細(xì)胞重新編碼最快僅需1天時間,，其效果類似克隆羊多莉通過一個體細(xì)胞移植到去核卵細(xì)胞，約半數(shù)經(jīng)過處理的細(xì)胞在3天至4天后就完成重新編碼。由于細(xì)胞加速“復(fù)位”的機理目前還不清楚,，舒勒研究小組成員生物學(xué)家尼薩特·辛格猜測,，卵細(xì)胞和iPS細(xì)胞都含有一個起決定作用的細(xì)胞核，它像渦輪增壓器一樣能重新啟動和加速編碼過程,。為此,，他們開發(fā)出了一種方法，能夠在所有細(xì)胞混合物中識別出含有蛋白質(zhì)的多功能細(xì)胞,，由它來完成細(xì)胞的重新編碼,。同時他們還找到一系列蛋白質(zhì)，作為染色體重塑的復(fù)合物,。
有針對性地使一定的DNA片段開啟或關(guān)閉是一個重要機制,，可以控制體細(xì)胞不同的功能，并使每個細(xì)胞適用DNA程序的變化,。舒勒領(lǐng)導(dǎo)的這項研究首次表明,，在細(xì)胞重新編碼過程中，染色體重塑復(fù)合物起著關(guān)鍵作用,，其中特定的部分——蛋白質(zhì)Brg1,、Baf155和Ini1可以顯著提高體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞的效率，其4.5％的產(chǎn)出率明顯高于以前的方法,。但這僅僅是個開始,，馬普研究人員還在試驗其他候選蛋白質(zhì)，使這一過程更加高效和快速,。(生物谷Bioon.com)
生物谷推薦原文出處：
Cell DOI:10.1016/j.cell.2010.04.037
Chromatin-Remodeling Components of the BAF Complex Facilitate Reprogramming
Nishant Singhal, Johannes Graumann, Guangming Wu, Marcos J. Araúzo-Bravo, Dong Wook Han, Boris Greber, Luca Gentile, Matthias Mann, Hans R. Sch?ler
Reprogramming of somatic cells achieved by combination of the four transcription factors Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc has very low efficiency. To increase the reprogramming efficiency and better understand the process, we sought to identify factors that mediate reprogramming with higher efficiency. We established an assay to screen nuclear fractions from extracts of pluripotent mouse cells based on Oct4 reactivation. Using proteomics, we identified components of the ATP-dependent BAF chromatin-remodeling complex, which significantly increases reprogramming efficiency when used together with the four factors. The reprogrammed cells could transmit to the germline and exhibited pluripotency. Reprogramming remained highly efficient when c-Myc was not present but BAF components were overexpressed. BAF complex components mediate this effect by facilitating enhanced Oct4 binding to target promoters during reprogramming. Thus, somatic cell reprogramming using chromatin-remodeling molecules represents an efficient method of generating reprogrammed cells.
