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研究发现细胞会记录自身成长全部历史
作者:K彩平台    发布于:2019-03-30 02:45:37    文字:【】【】【
摘要:美国丹娜-法伯癌症研究所的研究人员发现,成年人身体的组织细胞内留存着它们从胚胎时期至今所有的生长信息。 之前科学界普遍认为,成年人的细胞已经不带有胚胎阶段的信息,这份研究颠覆了这一认知。 这项研究的主要作者、哈佛医学院的Ramesh Shiv

美国丹娜-法伯癌症研究所的研究人员发现,成年人身体的组织细胞内留存着它们从胚胎时期至今所有的生长信息。

之前科学界普遍认为,成年人的细胞已经不带有胚胎阶段的信息,这份研究颠覆了这一认知。

这项研究的主要作者、哈佛医学院的Ramesh Shivdasani和同事发现,这些“胚胎记忆”以一种称为“甲基组”分子在细胞内的DNA上用绑定和脱离的形式存储。这些甲基组所绑定的DNA的片段位置以及其分子的数量,共同决定着各种基因的激活和休眠。每个DNA片段甲基组的特定排列也称为“甲基模式”。

在这份新研究中,研究人员着重研究了DNA片段中称为“增强子”区域的甲基模式。“增强子”好比控制基因开启和关闭的钥匙。

Shivdasani说,在从胚胎向婴儿发育的过程中,细胞不断在做决定要发育成哪种细胞。这个过程就是靠控制各个基因的开启和关闭来实现。在特定发育阶段,特定群组的“增强子”被激活,就像一个乐团,其中不同的小组在不同阶段演奏乐曲的不同部分。

到婴儿完全成型后,在人的一生中,活跃的增强子大体上就保持不变了。那些胚胎早期发育用到的“增强子”看起来就像被关闭了,基本没有任何活动。

科学家之前不知道,人体细胞到底能保持多少胚胎阶段的发育信息?以及这些信息能被重启吗?

这份新研究显示,通过对老鼠肠细胞的实验,回答了这两个问题。

研究人员在老鼠的肠细胞中发现了一整套近乎完整的在肠子发育初期活跃的增强子的档案。而且他们发现,在缺乏PRC2蛋白质的情况下,多数那些发育初期才活跃的增强子在两周内再次活跃了起来。

Shivdasani说:“我们发现成年细胞不仅保留着胚胎和婴儿期的发育记忆,而且在特定条件下,这些记忆可以被重启。这些档案信息被安全地存放在那里,而且可以被精准地调用。”

现阶段,研究人员仍不明确为什么成年细胞中会留存这些分子发育信息。一种可能性是它们就是作为一种历史信息存在那里,就像“化石”一样;另一个可能性是,细胞在某个时期需要调用这些信息进行自我修复。

这份研究成果为再生药物领域开辟了蹊径。科学家将继续探索是否可以掌控这些细胞记忆,用于人体器官再生。如果可行,这样从患者自身细胞发展来的新生器官,将不会有排异的问题,将非常安全。

另外,研究人员认为,这对癌症治疗也很有意义。因为他们认为癌细胞离开器官“发源地”在人体内转移的机制,就是靠开启婴儿时期的某些发育基因来实现。了解细胞在婴儿期活跃的增强子档案,有助于开发新的抗癌药物标靶,以停止癌细胞的扩散。

这份研究近期发表在《分子细胞》期刊上。

脚注信息
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