nature

当前位置: Nature » 细胞生物学 » 正文

Nature子刊:瑞士学者揭示胚胎干细胞全能表达关键蛋白

摘要 : 2017年6月12日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Chemical Biology》杂志在线发表了瑞士苏黎世大学Raffaella Santoro研究员和Paolo Cinelli研究员的一篇研究论文,研究报道了胚胎干细胞保持“全能”的秘密

2017年6月12日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Chemical Biology》杂志在线发表了瑞士苏黎世大学Raffaella Santoro研究员和Paolo Cinelli研究员的一篇研究论文,研究报道了胚胎干细胞保持“全能”的秘密:“Pramel7”的蛋白质能阻止其内遗传物质甲基化,使它能发育成任何类型的细胞。

胚胎干细胞被认为是一种“全能”细胞,可以分化成所有类型的细胞,而成人干细胞和实验室培养的人工胚胎干细胞都没有这种“全能性”。之前研究发现,甲基化程度越低,基因组就越开放,细胞分化潜力越大。“多能性”成人干细胞只能调用与自身功能相关的遗传物质,与其他类型细胞有关的遗传物质都被甲基化,基因表达被抑制,从而很难分化成其他类型的细胞,比如利用脂肪干细胞很难获得神经或肝脏细胞。

研究中,研究团队发现发育最初几天的天然胚胎里,一种被称为“Pramel7”的蛋白质表达非常活跃,可以阻止遗传物质因甲基化而呈“封闭”状态,保持基因组的开放性。而在人工培养的胚胎干细胞内几乎没有发现该蛋白质的存在。

研究团队通过实验发现,关闭与“Pramel7”蛋白有关的基因表达后,基因组甲基化水平会急剧升高,干细胞停止发育,导致胚胎死亡。这意味着,该蛋白质虽然仅在胚胎发育的最初几天发挥作用,但其对维持正常发育至关重要。

研究还发现,加强该基因在人工胚胎干细胞里的表达,就可以生成更多的“Pramel7”蛋白,降低整个基因组的甲基化水平。这一发现或可提高人工胚胎干细胞的分化潜力,用于医学研究和器官修复。西内里表示,他们希望能利用这一最新发现,通过人工胚胎干细胞培育出可移植的骨骼组织,开发出治疗严重骨骼损伤的全新方法。

原文链接:

Pramel7 mediates ground-state pluripotency through proteasomal–epigenetic combined pathways

原文摘要:

Naive pluripotency is established in preimplantation epiblast. Embryonic stem cells (ESCs) represent the immortalization of naive pluripotency. 2i culture has optimized this state, leading to a gene signature and DNA hypomethylation closely comparable to preimplantation epiblast, the developmental ground state. Here we show that Pramel7 (PRAME-like 7), a protein highly expressed in the inner cell mass (ICM) but expressed at low levels in ESCs, targets for proteasomal degradation UHRF1, a key factor for DNA methylation maintenance. Increasing Pramel7 expression in serum-cultured ESCs promotes a preimplantation epiblast-like gene signature, reduces UHRF1 levels and causes global DNA hypomethylation. Pramel7 is required for blastocyst formation and its forced expression locks ESCs in pluripotency. Pramel7/UHRF1 expression is mutually exclusive in ICMs wheras Pramel7-knockout embryos express high levels of UHRF1. Our data reveal an as-yet-unappreciated dynamic nature of DNA methylation through proteasome pathways and offer insights that might help to improve ESC culture to reproduce in vitro the in vivo ground-state pluripotency.

来源: Nature Chemical Biology 浏览次数:0

热门文章TOP

RSS订阅 - 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容: - 网站地图
网站联系电话:020-87540820 备案号:粤ICP备11050685号-8 增值电信业务经营许可证:粤B2-20120479
©2011-2015 生物帮 All rights reserved.