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特殊蛋白复合物可在小鼠胚胎干细胞中实现特殊基因的激活组蛋白标记

日期:2013-08-13 00:00:00

10年前大家觉得基因表达看似很简单,无非就是被开启或者被关闭,2006年一项突破性研究揭示了小鼠胚胎干细胞中的调节基因,具有很多和活性基因以及被抑制基因相关的特性标记;而这些所谓的活性基因及被抑制的基因被认为在机体发育和分化过程中具有重要作用。

近日,刊登在国际杂志Nature Structural & Molecular Biology上的一篇研究论文中,来自斯托瓦斯医学研究所的研究人员通过研究鉴别出了一种蛋白复合物,其可以在小鼠胚胎干细胞中的特殊基因中实现激活组蛋白标记的功能,但是如果缺乏了该蛋白复合物却对发育中基因的激活并无多大影响,这就暗示研究者需要进行更多关于胚胎甚至是癌细胞的组蛋白修饰模式等相关研究。

2001年研究者首次对一种名为COMPASS的酵母蛋白特性进行了描述,其可以以特殊方式对组蛋白进行甲基化修饰;随后研究者又在哺乳动物体内发现了6种类似COMPASS的蛋白:两种SET蛋白和四种MLL蛋白。

研究人员表示,名为PRC2的酶复合体可以实现H3K27me3的抑制性标记,H3K27me3是组蛋白H3残基的一种甲基化修饰。为了鉴别出哪种 COMPASS家族成员参与了H3K27me3的抑制过程,研究者以Mll2作为效应因子,Mll2缺陷的细胞可以表现出H3K27me3缺失的情况,并不是所有的基因,只是其在启动子位置的时候才可以调节基因的表达,比如Hox基因。

当研究者研究Mll2缺失的小鼠胚胎干细胞的行为时,发现细胞可以继续展现其自我更新的特性,这就表明允许干细胞多样化的基因并不会因Mll2的缺失而受到干扰。而当培养基中含有诱导成熟的因子时,Mll2缺失的小鼠胚胎干细胞在基因表达上并没有任何异常,实际上展现二价组蛋白标记的Hox基因的表达在Mll2缺陷细胞中的表达就跟在非突变细胞中表达一样。研究者表示,接收分化信号的Mll2缺陷小鼠胚胎干细胞,尽管其缺失了H3K4me3的标记区域,但其可以一直激活需要成熟的基因的表达,这就为理解多能干细胞的发育提供了一定的基础。

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