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Cell Stem Cell:RNA甲基化與干細胞命運

日期:2015-11-02 08:59:13

 西奈山伊坎醫學院的研究人員鑒定了一種控制干細胞性能的關鍵蛋白,可以提高它們在再生醫學中的實用性。這項研究發表在十月二十九日的Cell Stem Cell雜志上。

 

將干細胞用于臨床治療,需要嚴格控制其多能性(分化為其他細胞類型的能力)和自我更新(持續分裂和增值的能力)。研究人員發現,鋅指蛋白217ZFP217)控制著干細胞自我更新和分化之間的平衡。

 

ZPF217可以幫助人們獲得臨床可用的干細胞”領導這項研究的副教授Martin Walsh說。“此外,人類ZNF217還與多種癌癥有關。理解該蛋白在生理條件下的作用機制,有助于癌癥的風險預測、早期診斷和治療。”

 

在基因表達過程中,遺傳學信息從DNA轉錄為mRNA,核糖體根據mRNA的指令合成蛋白質。表觀遺傳學修飾能夠在不改變DNA序列的情況下對基因表達進行調控。許多表觀遺傳學修飾在DNA水平上調控基因功能,比如DNA甲基化。但科學家們近年來發現,RNA水平上也存在類似的調控機制。

 

N6-methyladenosinem6A)是人類細胞中最常見的一種RNA修飾,這種甲基化會影響RNA的穩定性及其攜帶遺傳學信息的能力。這項研究顯示,多能性基因的mRNA發生甲基化(m6A),會促使干細胞分化,結束其自我更新和多能性。而ZFP217能夠結合m6A 甲基轉移酶METTL3methyltransferase-like 3)并使其失活,由此阻止這些mRNA的甲基化。

 

值得注意的是,m6A甲基化(partly controlled by ZFP217 signaling)似乎也和人類癌癥有關。過表達ZNF217能使腫瘤細胞無限增殖,關掉促進細胞分化和成熟的通路。進一步研究表明,ZFP217可以啟動重要的干性基因,包括NanogSox2ZFP217自身的表達反過來也受這些因子影響,通過復雜基因調控中的反饋回路。

 

2006年,研究人員開始將已分化的成熟細胞(比如皮膚細胞),轉變為誘導多能干細胞(iPSC)。人們希望通過這種重編程技術為患者提供個性化的治療性干細胞。已知iPS重編程需要用到NanogSox2,人們可以在ZFP217的基礎上實現細胞重編程的嚴格控制。

 


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