Nature子刊:干細(xì)胞多能性決定因子
日期:2014-04-02 09:26:13
來自加拿大和新加坡的研究人員組成的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn),人類DNA中的一些古老病毒DNA殘余物是人類干細(xì)胞具有多能性的必要條件。在發(fā)表于《自然結(jié)構(gòu)和分子生物學(xué)》(Nature Structural and Molecular Biology)雜志上的論文中,該研究小組描述他們破壞干細(xì)胞樣本中一種病毒殘余物的功能,發(fā)現(xiàn)這樣做阻礙了干細(xì)胞生成除一種細(xì)胞類型之外的所有其他人類細(xì)胞的能力。
干細(xì)胞具有自我復(fù)制和多向分化潛能,是人體所有細(xì)胞的起源細(xì)胞——干細(xì)胞所具有的這種能力又被稱之為多能性??茖W(xué)家們還并未真正地了解干細(xì)胞是如何知道變?yōu)槟姆N細(xì)胞類型的,他們正在努力地尋找這一答案。闡明它有可能促使開發(fā)出治愈許多疾病或再生出失去肢體的方法。在這項(xiàng)新研究工作中,研究人員希望了解殘余病毒DNA在干細(xì)胞DNA以及多能性中所起的作用。
科學(xué)家們已經(jīng)知道在人類的DNA中存在著病毒DNA,它們是數(shù)百萬年前逆轉(zhuǎn)錄病毒感染的結(jié)果。逆轉(zhuǎn)錄病毒通過將它們自身的DNA插入到宿主DNA中進(jìn)行繁殖——如果這種情況發(fā)生在精細(xì)胞或卵細(xì)胞中,病毒DNA可最終變成宿主的DNA。直到現(xiàn)在,科學(xué)家們都認(rèn)為殘余病毒DNA只是“垃圾”DNA,其不起任何的作用?,F(xiàn)在可以明確的是,至少有一種這樣的DNA: HERV-H實(shí)際上在干細(xì)胞多能性上發(fā)揮了極其重要的作用。
研究人員用少量設(shè)計(jì)抑制HERV-H的RNA處理了一些人類干細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn),這樣做會(huì)破壞干細(xì)胞發(fā)育為所有人類細(xì)胞的能力,轉(zhuǎn)而它們將只能生長(zhǎng)為與結(jié)締組織中的成纖維細(xì)胞相似的細(xì)胞。更為深入地觀測(cè)揭示,抑制HERV-H還減少了多能性必需的一些蛋白質(zhì)生成。因此,至少在人類,這一殘余病毒DNA似乎是正常人類發(fā)育的必要條件。沒有它,將不可能存在人類生命。
鑒于HERV-H在多能性中起作用,有可能其他的殘余病毒DNA也在人類發(fā)育中發(fā)揮了功能,因此未來其他的研究工作將極有可能將焦點(diǎn)放在測(cè)試每種殘余病毒DNA上,以了解它們是否并不只是人類進(jìn)化過程中感染所遺留下來的垃圾。