成熟細(xì)胞能夠被重編程為多功能細(xì)胞，重新獲得分裂并分化成為特定類型細(xì)胞的能力。這樣的多功能細(xì)胞被稱為誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞（iPSC），是干細(xì)胞研究領(lǐng)域的重要里程碑，不過人們還并不完全了解重編程背后的許多生化過程。

已知表達(dá)Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc1, 2可以將已分化細(xì)胞重編程為多功能干細(xì)胞，其中Oct4在重編程過程中起著至關(guān)重要的作用，只有它不能被同家族的其他成員替代。歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室EMBL和馬普分子生物醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家們對(duì)此展開了研究，他們解析了Oct4特殊鏈接序列的3D結(jié)構(gòu)，分析了該因子引發(fā)大量表觀遺傳學(xué)改變的機(jī)制。這項(xiàng)研究于二月四日發(fā)表在Nature Cell Biology雜志上，加深了人們對(duì)細(xì)胞重編程的了解，為其在再生醫(yī)學(xué)和藥物研發(fā)領(lǐng)域的醫(yī)療應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

轉(zhuǎn)錄因子Oct4是與DNA結(jié)合的蛋白，控制著許多參與細(xì)胞重編程的基因?，F(xiàn)在，研究人員用高強(qiáng)度的X射線，解析了Oct4的晶體結(jié)構(gòu)，特別是Oct4兩個(gè)DNA結(jié)合元件之間的鏈接序列?！拔覀?cè)谑嗄昵熬妥⒁獾竭@個(gè)獨(dú)特的鏈接區(qū)，因此我們非常高興能夠首次揭示這一區(qū)域在iPS重編程中的作用，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Matthias Wilmanns說(shuō)。

研究顯示Oct4兩個(gè)DNA結(jié)合域間的鏈接形成α-螺旋并且暴露在蛋白表面，這與鏈接區(qū)松散的Oct1不同。研究人員指出，這一鏈接區(qū)域負(fù)責(zé)招募其他關(guān)鍵蛋白到達(dá)Oct4所靶標(biāo)的基因，沒有它們iPS重編程就無(wú)法完成。

為驗(yàn)證這一理論，研究人員向Oct4鏈接區(qū)引入點(diǎn)突變，發(fā)現(xiàn)這只影響了Oct4的重編程活性，卻沒有影響它的其他基本特性。研究顯示，Oct4的鏈接區(qū)域是蛋白相互作用的界面，負(fù)責(zé)招募關(guān)鍵表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)子到Oct4靶標(biāo)的基因。

“我們的研究展示了Oct4的獨(dú)特結(jié)構(gòu)及其對(duì)iPS重編程的重要性。這是了解細(xì)胞重編程機(jī)制的重要進(jìn)步，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有助于藥物研發(fā)和組織工程領(lǐng)域的新應(yīng)用?！?/SPAN> 馬普分子生物醫(yī)學(xué)研究所的Hans Schöler說(shuō)。

研究人員計(jì)劃深入研究，揭示在多功能干細(xì)胞的重編程過程中，Oct4與其他相關(guān)蛋白元件一同作用的機(jī)制。