30年來，傳統(tǒng)觀點一直認為轉(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)錄因子這種蛋白質(zhì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)錄因子能驅(qū)動基因是否表達，并在隨后翻譯成相應蛋白質(zhì)的過程。但是xin結果表明，轉(zhuǎn)錄因子可能與細胞的記憶更為相似。只要轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)譜技術測量細胞中蛋白質(zhì)的磷酸化修飾。Brickman表示：“研究組合作，使我們能夠?qū)毎械膯蝹€蛋白質(zhì)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(zhuǎn)錄過程的序列，但傳統(tǒng)觀點認為轉(zhuǎn)錄因子包含了對于啟動單個基因的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)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(nèi)DNA的信號傳導途徑。這在許多類型的癌癥中都是失調(diào)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。”