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干細胞中的第一個事件成為器官發育所需的特化細胞

文章作者:www.rkizep.icu發布時間:2020-01-01瀏覽次數:1968

多倫多大學(U of T)細胞生物學家的最新研究為干細胞進入構成器官的特殊細胞的第一步提供了重要的新見解。

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這項研究結果發表在《基因與發育》網站上,表明蛋白質在細胞中的懸浮能力它們的穩定性是控制干細胞狀態和決定是保留干細胞還是將其轉化為專門細胞的關鍵因素。

干細胞受蛋白質網絡的調節,維持其成為任何類型細胞的能力,這種能力被稱為多能性。這些被稱為轉錄因子的蛋白質是由生物體DNA中的基因產生的,這些基因調節著細胞決定是否開始發育的過程。新發現突出了KLF4的作用,它是使干細胞獨特的轉錄因子之一。

這一發現是偶然的,因為研究人員開始研究KLF4基因在轉錄過程中是如何調控的,但很快就把注意力轉向了KLF4蛋白。

“許多以前的研究都集中在基因上,因為干細胞注定要制造特定的器官,”主要作者Navroop Dhaliwal說,他最近在細胞和系統生物學系獲得博士學位,Jennifer Mitchell教授。美國文理學院的T。”我們的工作在這個過程的早期暴露了基因表達減少90%不會影響蛋白質的產生。當我們第一次看到結果時,這是一個非常令人驚訝的發現。“”“

研究人員發現,KLF4蛋白在一天之后24小時仍保持功能,特別令人驚訝的是,轉錄因子在細胞中通常只持續2到3小時。

當他們觀察干細胞如何分化并退出干細胞狀態時,他們發現KLF4在此過程中變得不穩定,并且通過防止這種分解,細胞無法分化。

“我們發現KLF4蛋白非常穩定并將細胞鎖定在干細胞狀態,”Dhaliwal說。然而,“打破它,釋放干細胞專門化,最終成為身體的不同器官。”

Dhaliwal和她的同事說,這些發現表明KLF4蛋白的不穩定是干細胞成為成熟生物中數百種特定細胞類型中任何一種的關鍵步驟。

“這些發現對于再生醫學很重要,因為建立新器官需要詳細了解干細胞如何退出其未成熟狀態,”多倫多兒童醫院博士后研究員Dhaliwal說。 “了解這一點,我們現在可以開發更有效的方法來生產患者特異性干細胞,并將這些細胞分化為更成熟的細胞,這將是我博士后工作的重點。”

除了在干細胞中的作用外,KLF4還參與了許多癌癥。研究人員提出,這里揭示的機制可能揭示了它們在乳腺癌,鱗狀細胞癌和胃腸癌發展中的作用。

“我們提供的數據突出了研究轉錄控制和影響蛋白質豐度的機制的重要性,”米切爾說。 “隨著越來越多的工作轉向單細胞RNA測序等技術轉向基因表達,這些機制是及時和具體的,這些技術并沒有揭示我們發現的機制。”

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