干细胞和发育中的胚胎中的几种普遍表达的蛋白质如何影响单个细胞的最终命运-最终是否变成视网膜细胞，心肌细胞或胃壁细胞?

医学博士Rajesh C. Rao和他的密歇根大学的同事着手解决这个问题。

他们的发现发表在《细胞报告》上，可能会为研究人员研究不同类型的特殊细胞提供新工具-UM被授予了临时专利。

这项研究还可能有助于阐明一类新兴的抗癌药物WDR5抑制剂-由于长期以来一直在研究核心的两种蛋白质WDR5和p53与癌症的关系，这项研究阐明了如何WDR5直接或间接调节p53。

密歇根医学眼科和病理学助理教授，该研究的资深作者说：“大多数科学家已经通过研究转录因子以及它们如何在特定的时间和地点跳入动作来了解干细胞的分化。” 。

“我们的主要兴趣是表观遗传学，以及染色质的改变(DNA与蛋白质被称为组蛋白的包装)如何影响干细胞的命运，” Rao补充说，他也是伦纳德·G·米勒眼科学与视觉科学教授。“像p53这样的无处不在的转录因子如何整合来自WDR5的时间敏感输入，该输入与染色质修饰有关，以指导分化?”

尽管对该问题的详细解答主要是其他科学家所感兴趣的，但研究小组在实验室中观察到的却是惊人的。

研究人员利用小鼠胚胎干细胞(由于它们具有迅速分化为称为“类器官”的结构内的特定组织的倾向)而工作的能力，因此，研究人员发现，通过诱导WDR5在早日出现的前体细胞中表达的时间的短暂延迟，便可以使用。胚胎干细胞，它们可以从根本上改变命运。

通常，这些细胞会发育成原神经系统组织-称为神经外胚层-最终会产生脑，脊髓和视网膜细胞。(Rao研究了视网膜发育和疾病的表观遗传学调控。)但是科学家改变WDR5基因表达的时间，将它们引向中胚层，从而产生血细胞，心肌细胞和骨骼肌细胞。

“当我们通过显微镜观察时，我们可以看到细胞在跳动。这真是令人惊讶。”拉奥说，他也是UM Rogel癌症中心的成员，也是VA Ann Arbor Healthcare System视网膜服务的负责人。“我们将它们切开并染色，以对在心肌细胞中表达的蛋白质进行染色，发现类器官中30-40%的细胞含有它们。这足以使它们被击败。”

通常，研究人员必须使用更复杂，更昂贵的方法从胚胎干细胞中产生心脏样细胞，这导致该团队寻求有关产生这些“类器官”的专利。

他补充说，更广泛地讲，尽管已经在癌症方面对p53进行了广泛研究，但这项研究填补了有关转录因子在非癌性胚胎细胞命运中的作用的新细节。

Rao说：“我们使用的方法并非自然地在自然界中创建这些不同细胞类型的方式，因为WDR5并非在胚胎中被'自然地'暂时关闭。”“但是我们试图找出这个重要的表观遗传因素WDR5对以前无法研究的分化的影响-因为如果完全关闭它，细胞就会死亡。因此我们必须设计一种方法暂时关闭它。”

同时，抑制WDR5的治疗癌症的方法是制药行业10亿美元投资的重点，Rao和他的同事指出，这项研究可能会为这些新的潜在抗癌药物的脱靶作用研究提供参考。