干細(xì)胞也有一個(gè)“決定”過程，選擇自己是變成某種特殊類型的細(xì)胞，還是繼續(xù)保持“多能”的靈活性。美國布朗大學(xué)研究人員發(fā)明了一種名為MEGA轉(zhuǎn)換的技術(shù)，能分析關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的相互作用，有助于再生醫(yī)學(xué)研究更好地理解干細(xì)胞的“多能性”。該研究近日發(fā)表在《基因組研究》雜志網(wǎng)站上。
研究顯示，不同的轉(zhuǎn)錄因子蛋白在細(xì)胞中會(huì)競爭、合作，按照關(guān)鍵的DNA（脫氧核糖核酸）序列形成復(fù)雜的結(jié)合，這種分子“奪旗”的游戲（一種從敵人基地奪取旗子的戶外或網(wǎng)絡(luò)游戲）不斷變換著結(jié)盟關(guān)系。保持多能性還是分化，以及分化成哪種類型，是干細(xì)胞必須面對的選擇。
近幾年，科學(xué)家通過“改編程序”成功地把全能細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞，但使用這些多能細(xì)胞的動(dòng)物罹患腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)很高。另外，對于改編程序過程中某些復(fù)雜的細(xì)節(jié)，如轉(zhuǎn)錄因子如何與DNA相互作用，人們可能存在一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。布朗大學(xué)的威廉姆·費(fèi)爾布拉澤解釋說：“大部分人認(rèn)為蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合是一種表面的、獨(dú)立的事件。但事實(shí)上，這些結(jié)合事件的發(fā)生牽涉到上百個(gè)核苷酸。此外，蛋白質(zhì)在不同的地點(diǎn)結(jié)合不同的搭檔，這種相互作用也使它們的功能具有多樣化。”
研究小組利用名為MEGA轉(zhuǎn)換的結(jié)合化驗(yàn)技術(shù)，分析了一段含有31.6萬個(gè)字母的DNA片段中幾種關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的相互作用。他們以10個(gè)堿基對的分辨率檢測了數(shù)十萬的序列，來研究轉(zhuǎn)錄因子蛋白的作用方式。
干細(xì)胞是否選擇分化，POU5F1蛋白是關(guān)鍵。POU5F1與競爭對手POU2F1蛋白都能和一種8個(gè)字母的DNA序列相結(jié)合。但哪種蛋白先結(jié)合，會(huì)影響到一個(gè)干細(xì)胞是分化還是保持多能態(tài)。利用新技術(shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)顯示，一種名為SOX2的蛋白是決定因素，該蛋白能幫助這兩種蛋白與DNA序列結(jié)合，但它對POU2F1的幫助比對POU5F1更大。
他們還小范圍地觀察了存在于人群中的基因組序列變異和可能導(dǎo)致疾病風(fēng)險(xiǎn)的基因“因果變異”。此外，他們還將MEGA轉(zhuǎn)換用于其他研究，包括蛋白質(zhì)之間的相互作用如何影響了RNA（核糖核酸）—蛋白質(zhì)復(fù)合物的形成。 |
