生物工程的突破,研究破译细胞如何定义自己的身份

自然科学作者 / 花爷 / 2025-04-20 11:13
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    耶路撒冷[以色列],12月20日(阿尼/TPS):周三,以色列和苏格兰科学家发布的研究成果揭示了细胞如何建立其特殊作用,这

  

  耶路撒冷[以色列],12月20日(阿尼/TPS):周三,以色列和苏格兰科学家发布的研究成果揭示了细胞如何建立其特殊作用,这些发现可能会改变再生医学和细胞疗法。

  来自耶路撒冷希伯来大学和爱丁堡大学的研究人员发现,负责调节基因活性的关键蛋白质转录因子(tf)如何引导复杂的DNA和染色质结构来定义细胞身份。研究结果发表在同行评议的《自然》杂志上。

  了解转录因子如何引导染色质可以使科学家通过生物工程将成年细胞转化为其他细胞类型。

  例如,皮肤细胞有可能被重新编程为心脏细胞来治疗器官衰竭,或者被重新编程为产生胰岛素的β细胞来治疗糖尿病。这些知识还可以帮助识别导致发育障碍的染色质相关基因调控错误,使早期诊断和更有针对性的干预成为可能。

  “通过揭示转录因子如何与染色质结构相互作用,我们可以更好地理解基因调控和细胞身份。希伯莱大学的Yosef Buganim和爱丁堡大学的Abdenour Soufi共同领导了这项研究,他说:“这些知识为再生医学开辟了令人兴奋的可能性,使我们能够精确控制细胞的命运,并开发出由细胞功能障碍引起的疾病的治疗方法。”

  转录因子结合特定的DNA序列来调节基因表达,引导细胞分化为特定类型的细胞,如皮肤细胞、肌肉细胞或胎盘细胞。虽然它们识别DNA序列的能力已经确立,但它们在庞大的基因组中选择目标的确切机制仍然难以捉摸。这项研究引入了一种新的“引导搜索”机制,揭示了DNA和染色质的3D结构如何作为tf的路线图。

  通过利用先进的技术,研究人员探索了TF组合如何影响不同的细胞身份,重点关注胚胎和胎盘细胞。他们发现转录因子根据染色质格局动态地合作或竞争,以确定细胞类型所必需的靶基因。

  一个关键的发现是染色质拓扑结构的影响,它指的是细胞核内DNA的折叠和环。这些结构引导tf沿着DNA通路或将它们集中在染色质连接处,这些染色质连接处密集地挤满了关键的DNA基序。

  这一发现也为加强基因编辑技术(如CRISPR)打开了新的大门。(ANI / TPS)

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