近日來自加州大學(xué)伯克利分校的研究人員在新研究中揭示了轉(zhuǎn)錄因子TAF3在決定胚胎干細(xì)胞（ES cells）的分化命運中扮演了重要角色。這一研究成果公布在最新的《細(xì)胞》（Cell）雜志上，并作為封面推薦。

 

領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是美國著名華裔生物化學(xué)家、加州大學(xué)伯克利分校生物化學(xué)與分子生物學(xué)系錢澤南（Robert Tjian）教授，其以研究真核生物細(xì)胞遺傳信息轉(zhuǎn)錄聞名，擔(dān)任國際頂級生物學(xué)期刊Cell雜志的編委，1991年當(dāng)選美國國家科學(xué)院院士，2009年擔(dān)任美國霍華德•休斯醫(yī)學(xué)研究所（HIMI）主席。

 

ES細(xì)胞來源于著床前胚胎囊胚時期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，在體外可以無限擴增，并具有分化為各種成熟的體細(xì)胞的能力，這些特性使ES細(xì)胞無論在基礎(chǔ)研究還是在臨床應(yīng)用上，都具有非常重要的價值。近年來，由體細(xì)胞重編程所得的誘導(dǎo)性多能干（induced pluripotent stem，iPS）細(xì)胞的建立進(jìn)一步拉近了ES細(xì)胞和臨床疾病治療的距離。同時，深入了解ES細(xì)胞的自我更新調(diào)控和分化潛能維持的分子機制，也成為科學(xué)家們共同關(guān)注的焦點之一。

 

近年來的研究發(fā)現(xiàn)TAF3是基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子TFIID復(fù)合體中的一個亞基。在轉(zhuǎn)錄起始過程中，TAF3通過PHD domain與H3K4me3結(jié)合，進(jìn)而幫助TFIID間接結(jié)合至H3K4me3位點，引發(fā)轉(zhuǎn)錄起始。在這篇文章中，研究人員對TAF3的功能進(jìn)行了進(jìn)一步探索。研究發(fā)現(xiàn)，TAF3對內(nèi)胚層標(biāo)志基因表達(dá)起重要的調(diào)控作用。下調(diào)ES細(xì)胞中TAF3的表達(dá)水平，可導(dǎo)致內(nèi)胚層標(biāo)志基因的表達(dá)水平下降，阻礙內(nèi)胚層的分化過程。與之相對應(yīng)的是，在ES細(xì)胞中過表達(dá)TAF3則可促使ES細(xì)胞內(nèi)胚層（endoderm）樣分化，并抑制ES細(xì)胞向神經(jīng)外胚層（neuroectoderm）和中胚層（mesoderm）定向分化。進(jìn)一步的全基因組結(jié)合研究和分析表明，TAF3一方面通過TATA結(jié)合蛋白定位在核心啟動子上，另一方面通過CTCF直接將TAF3招募至啟動子遠(yuǎn)端位點，通過形成TAF3/CTCF/Cohesin介導(dǎo)DNA成環(huán)（looping）調(diào)控內(nèi)胚層標(biāo)志基因表達(dá)，從而促使ES細(xì)胞向內(nèi)胚層方向分化。

 

該研究首次發(fā)現(xiàn)了TAF3在調(diào)控ES細(xì)胞命運上的重要功能，并為全面認(rèn)識胚胎干細(xì)胞的分化調(diào)控機制，了解祖細(xì)胞中調(diào)控細(xì)胞命運的轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)提供了新視角。