誘導多能干細胞的重要表觀調控機制又有新發現。中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員米格爾·埃斯特班和南方科技大學助理教授安德魯·哈金斯的團隊首次發現共抑制復合物NCoR/SMRT在四因子介導的重編程中發揮了強大的抑制作用。北京時間3月13日零時,《自然·細胞生物學》雜志在線發表了該研究成果。
誘導多能干細胞的生成是一個極其復雜的生物學過程,其中包含了體細胞特性的消減和干細胞特性的獲得。該過程中涉及的基因表達和表觀遺傳修飾轉變是調節重編程效率的關鍵因素。
科研人員在實驗室前期研究的基礎上,將研究重點放在了NCoR/SMRT共抑制復合物上。NCoR和SMRT是來自于同一個復合物家族的兩個蛋白,可以分別與多個組蛋白修飾酶相互作用并對基因轉錄發揮抑制功能。研究發現,NCoR/SMRT復合物能通過其酶功能中心HDAC3,去除基因組上的“活性標記”H3K27ac,使重編程后期的關鍵多能性基因上調受到阻礙,從而抑制重編程效率。因此,干擾該復合物的功能,可以將重編程的效率極大地提高。
與此同時,科研人員還發現,重編程因子,尤其是c-MYC對這一抑制復合物在基因組上的結合起到了“導航”的功能,即帶領NCoR/SMRT結合到基因組靶位點上,從而發揮抑制功能。這一發現幫助解釋為什么包含c-MYC的重編程體系更容易產生不完全重編程的現象。
這一研究的發現,不僅加深了對體細胞重編程機制的理解,也有助于更全面地解釋表觀遺傳學各個層面的修飾在調控體細胞重編程中發揮的作用,這對于誘導多能干細胞領域的研究和應用,乃至其他類型的細胞命運調控都具有重要的指導意義。