研究揭示通過細(xì)胞分裂傳遞表觀遺傳信息對(duì)胚胎干細(xì)胞功能的重要性。

研究人員揭示了通過細(xì)胞分裂傳遞表觀遺傳信息對(duì)胚胎干細(xì)胞功能的重要性。這對(duì)衰老、癌癥和再生醫(yī)學(xué)有著廣泛的影響。

哥本哈根大學(xué)的一項(xiàng)突破性研究揭示了在細(xì)胞分裂過程中傳遞表觀遺傳信息對(duì)于所謂的胚胎干細(xì)胞正常功能的重要性。胚胎干細(xì)胞是一種在培養(yǎng)皿中類似于早期胚胎的細(xì)胞，可以重現(xiàn)發(fā)育過程。

諾和諾德基金會(huì)蛋白質(zhì)研究中心教授Anja Groth說:“建立細(xì)胞及其后代如何保持其身份的機(jī)制理解，以及為什么這種記憶對(duì)它們的改變能力很重要。這些過程是細(xì)胞如何在生物體衰老時(shí)保持**功能的根本，因此，理解我們?cè)谶@里描述的過程可能會(huì)帶來新的方法來對(duì)抗與衰老和癌癥相關(guān)的功能下降。”

我們體內(nèi)數(shù)以萬億計(jì)的細(xì)胞具有相同的遺傳信息，但表觀遺傳信息決定了每種細(xì)胞(神經(jīng)、肌肉、皮膚等)表達(dá)的特定基因，并有可能將這些信息傳達(dá)給其子細(xì)胞。

在這項(xiàng)研究中，研究人員試圖解釋由組蛋白傳遞的表觀遺傳，以及它們?nèi)绾沃С直碛^基因組和細(xì)胞身份。

“了解控制表觀遺傳記憶的層可能是衰老和避免癌癥的關(guān)鍵，也是促進(jìn)再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用更有效的細(xì)胞重編程和反分化的關(guān)鍵，”諾和諾德基金會(huì)干細(xì)胞醫(yī)學(xué)中心的Joshua Brickman教授說。

這項(xiàng)研究是在小鼠的胚胎干細(xì)胞上進(jìn)行的，但根據(jù)研究人員的說法，它可以很好地理解這種機(jī)制是如何在人類細(xì)胞中起作用的，因?yàn)檫@些機(jī)制是所有活細(xì)胞的基礎(chǔ)。

遺傳信息的作用

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)室(CPR)最近還發(fā)現(xiàn)，組蛋白在DNA復(fù)制過程中通過復(fù)制遺傳密碼的相同機(jī)制傳播。

諾和諾德蛋白質(zhì)研究基金會(huì)的博士后、該研究的**作者之一Alva Biran說:“通過利用這些信息，我們能夠操縱制造小鼠胚胎干細(xì)胞的機(jī)制，其中一條子DNA鏈缺乏帶有記憶信號(hào)的傳遞組蛋白，而另一條則擁有所有這些。”

這使研究人員處于一個(gè)獨(dú)特的位置，使他們能夠回答關(guān)于非遺傳編碼信息傳播作用的長(zhǎng)期問題。這很重要，因?yàn)槟讣?xì)胞將精確數(shù)量的化學(xué)修飾組蛋白傳遞給子細(xì)胞，研究人員發(fā)現(xiàn)，這使得與細(xì)胞身份相關(guān)的功能特性的平衡遺傳成為可能。

“一旦信息傳遞被破壞，表觀基因組就會(huì)失去其保真度，從而導(dǎo)致依賴于H3-H4組蛋白上記憶信號(hào)傳遞的基因表達(dá)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致細(xì)胞失去胚胎發(fā)育的能力，”Anja Groth說。

再生醫(yī)學(xué)有更好的可能性

在這項(xiàng)研究中，研究人員關(guān)注的是干細(xì)胞，但這項(xiàng)研究本身**證明了這種遺傳對(duì)細(xì)胞功能和分化至關(guān)重要。

Joshua Brickman說:“這項(xiàng)研究對(duì)生理過程具有重要意義，比如有機(jī)體發(fā)育和成人組織的穩(wěn)定維持，同時(shí)也為疾病中可能出現(xiàn)的問題提供了重要線索。此外，我們希望能夠操縱這些過程，作為開發(fā)更好的基于細(xì)胞的產(chǎn)品和再生醫(yī)學(xué)治療方法的手段。”

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