Nature：细胞失忆或促进干细胞产生 CA记DNA绕组蛋

顾汉现

Nature：细胞失忆或促进干细胞产生

2015-12-16 14:37

2015年12月16日 讯 /生物谷BIOON/ --成体细胞，比如皮肤或血液细胞，其都有一种特殊的细胞记忆，或者记录细胞如何从未定型的胚胎细胞进化到特殊的成体细胞；如今刊登于国际著名杂志Nature上的一项研究论文中，来自哈佛干细胞研究所等处的研究人员通过研究鉴别出了新型基因，当该基因被抑制时就会有效地擦除细胞的记忆，使细胞被重编程更加敏感，进开始进行快速高效地重编程过程。

研究者Konrad Hochedlinger博士指出，我们开始这项工作，因为我们想知道为何皮肤细胞是一个皮肤细胞，而且为何其在第二天或者下个月，甚至是一年后不会改变其身份。人类机体中的每一个细胞都具有相同的基因组或者DNA蓝图，而且在机体发育期间基因被开关的方式可以帮助解释每一种成体细胞如何变化；通过操控这些基因并且引入新型因子，科学家们就揭示了成体细胞基因组休眠的部分，以及如何对其进行重编程来形成另外一种类型的细胞。

研究者Josef Penninger说道，细胞记忆通常是非常保守的，其可以扮演一种障碍来进行重编程，而且我们想去寻找哪些因子可以帮助稳定记忆，同时又是哪些机制可以帮助抑制诱导多能干细胞形成。为了鉴别出潜在的因子，研究人员建立了一种可以靶向作用染色质调节子的基因文库，染色质的调节子（基因）可以控制DNA的包装和标签，同时还参与了细胞记忆的形成过程。

而文章中，研究人员设计了一种新型的筛查方法来检测每一种因子，在筛查到的615个因子中，研究者发现了四种染色质调节子，其中三种此前并没有被描述，而其可以作为重编程过程的障碍，相比抑制已知的障碍因子后提高重编程效率的效果而言，抑制新型的CAF-1因子（染色质装配因子1）就可使得重编程的效率增加到50至200倍，而且当CAF-1缺失时，重编程还会进行地更加迅速，当该过程正常进行9天时，研究者就能够在4天后检测到第一批诱导多能干细胞了。

研究者指出，CAF-1复合物可以确保在DNA复制和细胞分裂期间子代细胞保持其记忆力；当我们阻断CAF-1时，子代细胞就会失去包装DNA的能力以及相关的遗传信息，通过抑制CAF-1，研究人员就可以促进一种类型的成体细胞直接转化成为另外一种细胞，从而跳过形成诱导多能干细胞的过程；因此CAF-1可以扮演一种确保细胞身份的守卫，当其缺失时就会促进成体细胞的转变。

最后研究者Zuber说道，CAF-1或许可以提供关键的因子来促进细胞的重新编程并且检测治疗性制剂，而未来研究中我们还将通过深入的研究来阐明细胞记忆缺失引发干细胞再生的过程，对于开发新型个体化疗法或提供了新的思路。（Bioon.com）

http://www.nature.com/nature/jou ... ll/nature15749.html



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顾汉现

科学家识别出4种调控因子 使细胞"失忆"让它变身干细胞

来源：中国科技网-科技日报 2015-12-16 12:01



皮肤或血液的成熟细胞都有自己的“记忆”，即保持着从胚胎细胞变成特化成熟细胞的记录。最近，美国麻省总医院哈佛干细胞研究所与奥地利科学家合作，识别出4种调控因子，能让细胞重新编程变得更容易、更快、更有效。

人体每个细胞均有相同的基因组，发育过程中这些基因如何开关，决定了它们将变成哪种细胞。控制这些基因，引入新的因子，就能开启成熟细胞基因组的休眠部分，让它重新发育成另一种细胞型。然而，将一个皮肤细胞重新编程为多能干细胞（iPS）后，它也“知道”自己是皮肤细胞。奥地利分子生物技术研究所约瑟夫·潘宁格说，理想过程需要它“忘记”原来的身份，赋予新身份。“我们想找出是哪些因子固化了这种记忆，什么机制阻碍了iPS的形成。”

研究人员发表在最新一期《自然》杂志上的论文称，他们对已知的染色质调控因子建立了基因库，然后设计出一种筛选方法，从615个因子中识别出4个染色质调控因子。研究发现，抑制CAF1（染色质组装因子）能使重新编程效率提高50到200倍，而抑制已知的障碍因子，效率仅提高3到4倍。重新编程正常情况需要9天，而在缺乏CAF1时，4天后就检测到了第一个iPS细胞。

论文共同第一作者乌尔里奇·埃林说：“CAF1确保了在DNA复制和细胞分裂过程中，子细胞能保持自身记忆，编码在DNA缠绕的组蛋白上。当我们阻断CAF1时，子细胞不能以同样方式缠绕DNA，失去这些信息变成一张白纸。在这种状态下，它们对外部信号更敏感，我们能更容易地控制它们。”

研究还发现，抑制CAF1能促进一种成熟细胞直接变成另一种细胞，跳过了中间步骤。因此CAF1可能是一种普适的细胞身份保护者，不仅能将已经特化的细胞变成iPS细胞，还能促进成熟细胞之间互换身份。它有望作为一种通用钥匙，让人们按需塑造细胞、模拟疾病、测试药物。

总编辑圈点

很多人都知道干细胞有变身的潜力，但干细胞也分很多种，有胚胎干细胞这种真正全能的小选手，也有只能向特定方向转化的青年运动员，还有iPS这样被打回青训营重新选择方向的成人。科学家还不能随心所欲地造出足以替换衰坏器官的干细胞，因为细胞成熟过程涉及不知多少个基因，尽管新的关键DNA编码不断被发现，还说不准何时能掌握干细胞变化的奥妙。(生物谷 Bioon.com)



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