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胚胎幹細胞「全能」的秘密,就在這種蛋白質里

胚胎幹細胞「全能」的秘密,就在這種蛋白質里

天然胚胎里的幹細胞是一種「全能」細胞,可以分化成所有類型的細胞。瑞士科學家發現,胚胎細胞全能特性的秘密在於一種蛋白質。

瑞士蘇黎世大學近日發布的新聞公報說,這種蛋白質稱為Pramel7,它存在於早期胚胎細胞里,可以阻止基因組裡的DNA(脫氧核糖核酸)代碼被掛上「封存」的化學標籤,保持基因組的開放性。

所有細胞都攜帶生物體的全套遺傳信息,但已分化的細胞,比如血液、骨骼和神經細胞等都只調用與自身功能相關的那部分DNA代碼,其餘代碼會掛上甲基團,基因表達被抑制。甲基化程度越低,基因組就越開放,細胞分化潛力越大。

受精卵處於囊胚階段時,裡面有一團被稱為「內細胞群」的細胞,它們具有真正的全能特性。提取這些細胞,在實驗室培養皿中讓它們無限繁殖但不分化,得到的胚胎幹細胞分化潛力也很強,但比內細胞群還是有所不如。

研究人員在新一期《自然·細胞生物學》雜誌上報告說,控制Pramel7蛋白質合成的基因在內細胞群里非常活躍,但在人工培養的胚胎幹細胞里活躍程度較低。加強該基因在人工胚胎幹細胞里的表達,可以降低整個基因組的甲基化水平。

Pramel7蛋白質僅在胚胎髮育的最初幾天發揮作用,但對維持正常發育至關重要。實驗發現,如果關閉相關基因,基因組甲基化水平會急劇升高,幹細胞停止發育,導致胚胎死亡。

這一發現可能有助提高人工胚胎幹細胞的分化潛力,用於醫學研究和器官修復。研究小組希望在此基礎上開發出用幹細胞治療嚴重骨骼損傷的方法。

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