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我科学家揭示多能干细胞维持基因组稳态调控新机制

2021年11月04日       信息来源:中国科普网

        多能干细胞是个体发育的基础,也是再生医学的重要种子细胞之一。记者27日从中科院昆明动物研究所获悉,该所的一项最新研究,揭示了多能干细胞维持基因组稳态调控新机制。著名国际期刊《自然·通讯》发表了这一成果。

由于发育地位特殊,多能干细胞基因组具高度稳态。尽管多能干细胞较分化细胞具更强的基因组稳态维持能力,大量扩增培养、持续的DNA复制及特殊的细胞周期往往导致基因组变异,破坏其分化潜能,并产生致瘤风险,成为多能干细胞走向临床应用的首要障碍。研究多能干细胞维持基因组稳态的特殊机制,有助于解决应用中大量扩增培养产生的基因组变异难题,并能为体内胚胎发育失败或缺陷研究提供新思路。

昆明动物研究所郑萍课题组长期研究多能干细胞基因组稳态特征和独特调控机制。在前期工作中,鉴定了多能干细胞基因组两个稳态特异关键调控蛋白因子,并阐述了其作用机制及重要生理功能。

高效调控基因组稳态示意图 昆明动物研究所供图

因长链非编码核糖核酸能通过相变,有效增强蛋白因子浓度,从而显著提高工作效率。研究人员推测,多能干细胞很可能存在一些特异表达的长链非编码核糖核酸,在其高效调控基因组稳态中起重要作用。为此,研究人员对小鼠胚胎干细胞进行不同种类的DNA损伤处理,结合转录组测序技术分析,筛选到了10多个表达响应损伤处理的干细胞特异长链非编码核糖核酸。经过深入的功能和机制分析,发现其对维持多能干细胞基因组稳定性至关重要。这种长链非编码核糖核酸与核仁蛋白结合,从而增强自由微调复制蛋白含量。同时,它也广泛表达于神经干细胞、精原干细胞等成体干细胞中,提示其有重要生理功能。

研究人员还构建了基因敲除小鼠,发现具物种保守性的长链非编码核糖核酸基因敲除可导致新生致死及神经发育异常,这些表型主要是由体内DNA损伤产生的严重炎症反应引起。研究揭示了DNA代谢的一个关键调节因子,并为了解癌症治疗中的化学耐药性提供了新的线索。

 

http://www.kepu.gov.cn/www/article/dtxw/7127094a1daf4fb4b9db9fb9209b052d

责任编辑:吴桐