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研究揭示细胞命运变化中染色质开关规律

研究揭示细胞命运变化中染色质开关规律

  记者从中科院广州生物医药与健康研究院获悉,该院裴端卿、陈捷凯课题组通过对干细胞命运诱导过程的研究,发现细胞命运转换也遵循一个二进制规律。相关成果近日发表于《细胞—干细胞》杂志。

  信息时代是由计算机语言的二进制码(0-1)驱动的,0与1二进制演绎出丰富多彩的虚拟世界,包括热门的人工智能。那么,生命科学是否也幸运28存在类似的0与1二进制规律的密码?科学家通过研究染色质的开放与关闭,发现在体细胞诱导为干细胞时,染色质与细胞变化有关的位置幸运28存在一个“开—关”的基本调控逻辑。在此逻辑体系下,科学家阐述了干细胞诱导过程的变化机制。

  在最新研究中,科研人幸运28员采用ATAC-seq技术读取染色质“开”与“关”的状态。同时,通过测定体细胞向多能干细胞转变过程中每个染色质位点的开放程度,定义出全基因组每个位点由关到开(close to open)和开到关(open to close)的全息动态过程。这些数据证实了一个相对简单、普遍性的CO/OC逻辑体系。

  进一步研究发现,与染色质关闭(OC)过程相关的因子都是体细胞重编程的重要障碍。那么,关闭这些位点的OC过程又是如何在操作呢?通过进一步筛选,研究人员发现,表观修饰基因Sap30在体细胞重编程早期被重编程因子激活,并通过促进成纤维细胞关键基因启动子区去乙酰化修饰,使其启动子区逐渐关闭,最终沉默成纤维细胞关键调控基因,推动重编程进程。

  相关专家表示,最新成果首次揭示了体细胞重编程过程中染色质结构动态变化的规律——CO/OC逻辑,并为理解体细胞重编和其他相关细胞命运转变提供了新的可参考的理论模型。

  (原载于《中国科学报》 2017-12-12 第1版 要闻)