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北京,7月2日(科学日报)——瑞士科学家在最新一期《自然细胞生物学》上发表的一篇论文中说,他们发现了胚胎干细胞保持“全能”的秘密:一种叫做“普拉德7”的蛋白质可以阻止其遗传物质的甲基化,使其能够发育成任何类型的细胞。
胚胎干细胞被认为是能分化成所有类型细胞的“全能”细胞,而成人干细胞和实验室培养的人工胚胎干细胞都没有这种“全能”。先前的研究发现,甲基化水平越低,基因组越开放,细胞分化潜力越大。“多能”成体干细胞只能调用与其自身功能相关的遗传物质。与其他类型细胞相关的遗传物质被甲基化,基因表达被抑制,因此难以分化成其他类型的细胞,例如,难以使用脂肪来源的干细胞获得神经或肝细胞。
在最新的研究中,由苏黎世大学的rafaela santoro和苏黎世大学医院的Paul Sineri共同领导的研究小组发现,一种叫做“Pramel7”的蛋白质在自然胚胎发育的最初几天非常活跃,它可以防止基因物质由于甲基化而“封闭”,并保持基因组的开放性。然而,这种蛋白质在人工培养的胚胎干细胞中几乎找不到。
通过实验,研究小组发现,在与“Pramel7”蛋白相关的基因表达被关闭后,基因组的甲基化水平将急剧增加,干细胞将停止发育,胚胎将死亡。这意味着,尽管这种蛋白质只在胚胎发育的最初几天起作用,但保持正常发育是必不可少的。
该研究还发现,通过增强该基因在人工胚胎干细胞中的表达,可以产生更多的“Pramel7”蛋白,并且可以降低整个基因组的甲基化水平。这一发现可能提高人工胚胎干细胞在医学研究和器官修复中的分化潜能。Sineri说,他们希望利用这一最新发现,通过人工胚胎干细胞培养可移植的骨组织,并开发一种治疗严重骨损伤的新方法。(聂)