30年來，傳統(tǒng)觀點一直認為轉錄因子是基因表達的引擎，通過打開和關閉基因來觸發(fā)這些變化。但是，Nature雜志上發(fā)表的一項新研究結果揭示了全新的觀點。

     干細胞都具有發(fā)展為體內任何特定細胞的潛力，對于這種神奇的現(xiàn)象，許多科學家們都試圖解答其中的一些基本問題，這些問題決定了細胞的發(fā)育命運，以及何時，為什么細胞失去了發(fā)育成任何細胞的潛力。

      近期，來自哥本哈根大學的Novo Nordisk基金會干細胞生物學中心的研究人員發(fā)現(xiàn)了干細胞如何失去這種潛力的原因，他們說這就是細胞“忘記了過去”。

     事實證明，轉錄因子這種蛋白質起著科學家們意想不到的其他作用。 30年來，傳統(tǒng)觀點一直認為轉錄因子是基因表達的引擎，通過打開和關閉基因來觸發(fā)這些變化。但是，Nature雜志上發(fā)表的一項新研究結果揭示了全新的觀點。

     “我們以前認為轉錄因子能驅動基因是否表達，并在隨后翻譯成相應蛋白質的過程。但是xin結果表明，轉錄因子可能與細胞的記憶更為相似。只要轉錄因子與一個基因相連，該基因可以被讀取（打開），細胞接收到的外部信號似乎決定了該基因是打開還是關閉。一旦轉錄因子消失，細胞就不再能夠回到原點。”哥本哈根大學Josh Brickman解釋說。

      細胞如何從一種狀態(tài)緩慢發(fā)展到另一種狀態(tài)，是理解多細胞生物中細胞行為的關鍵。干細胞研究人員認為這至關重要，因此他們不斷嘗試完善技術，開展研究。然而，到目前為止，要想研究使細胞切換身份所需的信號非常困難，因為這需要培養(yǎng)皿中的所有細胞同時做同一件事，這是非常困難的。

以蛋白質為中心的觀點

      為此，在這篇文章中，研究人員開發(fā)了一種干細胞模型來模擬細胞對信號的反應，并將其用于確定基因響應干細胞信號，開啟和關閉事件的順序。研究人員能夠描述基因是如何打開和關閉的，以及在什么情況下細胞可以朝某個方向發(fā)展，然后選擇返回起點。

      這項研究利用了先進的質譜技術測量細胞中蛋白質的磷酸化修飾。Brickman表示：“研究組合作，使我們能夠對細胞中的單個蛋白質如何對外界信號做出反應，得到*的深刻理解。”

對舊科學問題的新答案

      這些結果令人驚訝。盡管以前無法像本研究那樣準確地測量細胞轉錄過程的序列，但傳統(tǒng)觀點認為轉錄因子包含了對于啟動單個基因的轉錄至關重要的啟動開關，但胚胎干細胞和其他細胞類型并非如此。

     “轉錄因子仍然是一個關鍵信號，但是它們并不是像以前所認為的那樣推動這一過程。它們的作用是讀取基因，并且在讀取該基因后它們會保留一段時間。離開之后，可以再次關閉讀取基因的窗口，”文章作者William Hamilton解釋說。

      這一發(fā)現(xiàn)是重要的基礎知識，它改變了分子生物學的基本假設。對于研究干細胞和癌癥生物學的研究人員而言，這一新結果尤其重要。因為這提供了有關細胞如何發(fā)育，發(fā)育中涉及的途徑如何確定細胞何時變化以及何時到達等新見解。這一研究還發(fā)現(xiàn)這些途徑在癌癥中經(jīng)常發(fā)生突變，并且本研究的結果對于研究惡性發(fā)展將具有重要意義。

      “我們專注于研究成纖維細胞生長因子（FGF）-細胞外信號調節(jié)激酶（ERK）信號傳導途徑，這是從細胞表面受體到細胞核內DNA的信號傳導途徑。這在許多類型的癌癥中都是失調的，因此我們希望這項研究中的許多數(shù)據(jù)將通過指明特異性靶向癌細胞中這種信號通路的新方法，來幫助癌癥生物學的各個方面。”