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胚胎干细胞“全能”的秘密,就在这种蛋白质里

  天然胚胎里的干细胞是一种“全能”细胞,可以分化成所有类型的细胞。瑞士科学家发现,胚胎细胞全能特性的秘密在于一种蛋白质。

  瑞士苏黎世大学近日发布的新闻公报说,这种蛋白质称为Pramel7,它存在于早期胚胎细胞里,可以阻止基因组里的DNA(脱氧核糖核酸)代码被挂上“封存”的化学标签,保持基因组的开放性。

  所有细胞都携带生物体的全套遗传信息,但已分化的细胞,比如血液、骨骼和神经细胞等都只调用与自身功能相关的那部分DNA代码,其余代码会挂上甲基团,基因表达被抑制。甲基化程度越低,基因组就越开放,细胞分化潜力越大。

  受精卵处于囊胚阶段时,里面有一团被称为“内细胞群”的细胞,它们具有真正的全能特性。提取这些细胞,在实验室培养皿中让它们无限繁殖但不分化,得到的胚胎干细胞分化潜力也很强,但比内细胞群还是有所不如。

  研究人员在新一期《自然·细胞生物学》杂志上报告说,控制Pramel7蛋白质合成的基因在内细胞群里非常活跃,但在人工培养的胚胎干细胞里活跃程度较低。加强该基因在人工胚胎干细胞里的表达,可以降低整个基因组的甲基化水平。

  Pramel7蛋白质仅在胚胎发育的最初几天发挥作用,但对维持正常发育至关重要。实验发现,如果关闭相关基因,基因组甲基化水平会急剧升高,干细胞停止发育,导致胚胎死亡。

  这一发现可能有助提高人工胚胎干细胞的分化潜力,用于医学研究和器官修复。研究小组希望在此基础上开发出用干细胞治疗严重骨骼损伤的方法。