我国科学家发明细胞运气调控的跨界“蝴蝶效应”

 
 
我国科学家发明细胞运气调控的跨界“蝴蝶效应”  
 

多醒目细胞运气调控的“表观组—代谢组—表观组”跨界“蝴蝶效应”

中国科学院广州生物医药与康健研究院研究员刘兴国课题组，运用染色质免疫共沉淀测序和转录组测序连系阐明、靶向代谢物组学、染色质开放性测序等多组学技能，发明细胞运气调控的“表观组—代谢组—表观组”跨界“蝴蝶效应”。相关研究8月24日在线颁发在《自然—代谢》。

诱导多醒目细胞（iPSC）技能为研究人类疾病病理和再生医学治疗提供了辽阔前景，同时是研究细胞运气转变的精采模子。iPSC重编程机理在差异条理被遍及研究，包罗表观条理、转录条理、代谢条理以及细胞条理方面。然而，重编程中多条理是否及奈何“跨界”调控干细胞运气，是一个一直没有答复的根基科学问题。

研究人员提出由母系转录因子Glis1调控多醒目细胞运气的“表观组—代谢组—表观组”的跨界级联回响新观念，表白Glis1实现衰老细胞重编程并不变基因组的强大成果，展现Glis1介导“表观组—代谢组—表观组”的级联回响中，糖酵解代谢组驱动的组卵白乙酰化和乳酸化修饰在前期和后期的表观遗传组毗连中发挥“他山之石”的焦点浸染。

刘兴国先容，该研究着眼于被称为“Yamanaka第五因子”的Glis1，这一母系转录因子只在卵子和受精卵中表达。研究人员首先发明Glis1不只促进正常细胞重编程，并且实现了衰老细胞重编程。进一步发明由Glis1获得的iPSC基因组越发不变。这些表白Glis1是一个强有力的细胞运气抉择因子。

研究人员运用染色质免疫共沉淀测序和转录组测序连系阐明、靶向代谢物组学、染色质开放性测序等多组学技能全面理会并归纳了Glis1介导多能性得到的奇特3阶段途径——“表观组—代谢组—表观组”跨界级联回响：随机阶段，此级联回响在重编程早期由Glis1与体细胞基因和糖酵解基因的启动子团结而启动；化蛹成蝶阶段，糖酵解基因的表达激活了这一通路，同时线粒体氧化磷酸化未受影响；抉择阶段，乙酰辅酶A和乳酸程度的提高别离调控了“第二波”基因和多能性基因启动子上的组卵白乙酰化修饰和乳酸化修饰，在染色质程度打开并促进基因转录表达，而加快了多能性的得到。

该研究提出细胞运气调控的“表观组—代谢组—表观组”跨界级联回响观念，具有遍及的生理病理意义。Glis1不只在母系细胞中高表达，并且在病理条件譬喻癌细胞中同样高表达，因此这一跨界级联回响具有潜在的重要病理意义。重要的是，这一观念合用于浩瀚表观因子，为细胞与发育的生理调控和病剃头明提供了全新的理论基本。

据相识，科研人员活跃地将跨界级联回响比喻为“蝴蝶效应”：转录因子Glis1犹如蝶恋花的微风，激发全基因组程度多能性的龙卷风，这一“蝴蝶效应”，并非单单依靠基因组程度可以完成，需要“他山之石”——代谢程度跨界来毗连，形成“表观组—代谢组—表观组”的级联回响三部曲。

这一跨界级联回响，正如“蝴蝶效应”中微风变飓风需要千里的混沌条件，又如那青花瓷的瑰丽在纯青炉火中需要渺渺烟雨配合塑就。体细胞要返老还童，回到精卵“一如初见”的多能性状态，需要代谢这一跨界伏笔。