本月剛捧得2012年諾貝爾生理/醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的英國(guó)科學(xué)家約翰。戈登(John B. Gurdon)昨天在BMC旗下的Epigenetics & Chromatin research雜志上發(fā)表了他的最新研究,他指出組蛋白H3.3及組蛋白互作蛋白HIRA是將細(xì)胞核多能化的關(guān)鍵。
機(jī)體內(nèi)的所有細(xì)胞都含有同樣的DNA,隨著器官成熟這些細(xì)胞被編程成為不同的細(xì)胞類(lèi)型,例如心臟細(xì)胞、肺部細(xì)胞和腦細(xì)胞等。為此,細(xì)胞內(nèi)的基因或多或少會(huì)有一些要被永久關(guān)閉,隨著胚胎生長(zhǎng)這些細(xì)胞在分裂一定次數(shù)后就不再能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌?lèi)型。舉例來(lái)說(shuō),心臟細(xì)胞不能轉(zhuǎn)化為肺部細(xì)胞,而肌肉細(xì)胞不能轉(zhuǎn)化為骨細(xì)胞。
將成熟細(xì)胞核轉(zhuǎn)到未受精的卵細(xì)胞中,是一種重編程DNA的途徑。卵細(xì)胞中的蛋白和其他因子會(huì)調(diào)整DNA的開(kāi)啟和關(guān)閉,使細(xì)胞成為多能干細(xì)胞。然而,這種方法并不能完全抹去細(xì)胞“前世的記憶”,而這種困難足足阻礙了科學(xué)家們50年。
染色質(zhì)或者準(zhǔn)確的說(shuō)組蛋白能夠調(diào)控基因的活性,DNA環(huán)繞著組蛋白形成染色質(zhì),而組蛋白的改變能夠控制基因的開(kāi)啟和關(guān)閉。為了了解細(xì)胞核重編程的機(jī)制,戈登教授的研究團(tuán)隊(duì)將小鼠細(xì)胞核移植到青蛙的卵母細(xì)胞中(Xenopus laevis)。他們通過(guò)顯微注射給組蛋白添加了熒光標(biāo)簽,這樣他們就能對(duì)細(xì)胞核移植后細(xì)胞中的組蛋白進(jìn)行觀察醫(yī)學(xué)教育`網(wǎng)搜集整理。
戈登教授解釋道,“通過(guò)顯微鏡實(shí)時(shí)觀察,很明顯核移植十小時(shí)前卵母細(xì)胞合成的H3.3(與活躍基因有關(guān)的組蛋白)整合到了移植的細(xì)胞核中。我們還發(fā)現(xiàn)這樣的H3.3整合到參與細(xì)胞多能化的Oct4基因中,而且整合過(guò)程與基因轉(zhuǎn)錄開(kāi)始是一致的。”戈登教授的研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),H3.3整合到染色質(zhì)中所需的Hira蛋白也是核重編程所需的。
Fred Hutchinson癌癥研究中心的Dr Steven Henikoff評(píng)價(jià)道,“戈登教授的研究為我們指出,操縱H3.3通路可能是完全抹去細(xì)胞‘記憶’的有效途徑,這種方法有望生成真正的多能干細(xì)胞。從人們首次發(fā)現(xiàn)細(xì)胞可以被重編程到現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)去了半個(gè)世紀(jì),這項(xiàng)研究與今年另一位諾貝爾生理/醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者山中伸彌遙相呼應(yīng),為人們解析了人工誘導(dǎo)細(xì)胞重編程成為常規(guī)臨床治療的關(guān)鍵阻礙。”