元素百科介绍科学家破译细胞“返老还童”二维码。生命科学中是否有类似支付二维码的二进制规律密码?通过对干细胞诱导过程的研究,中国科学院广州生物医学与健康研究院研究组发现,当细胞“返老还童”时,染色质的“开关”状态就像二维码一样记录了这个过程中的大量信息。通过破译这些“二维码”的内在含义,阐述了干细胞诱导过程的变化机制。该研究结果最近在细胞干细胞上发表。

引入诱导因子后,成纤维细胞将启动一套奇妙的未知程序,将体细胞返老还童,直到受精后约3.5天。这种将体细胞诱导成多能干细胞是探索细胞命运转变机制的理想体系。在过去的10年里,世界各地的科学家都在研究这一奇妙的过程,但在深入的机制研究中,普遍的逻辑或规律并没有抽象出来。
“生动地说,DNA就像一本百科全书。每个细胞都携带所有可以形成个体的信息,但在某个阶段,它只能打开这本书的一部分。我们的工作是记录从体细胞到多能干细胞打开这本书的方式,以及研究什么‘手’在翻书。论文第一作者李东伟博士说。他们通过使用ATAC-seq技术读取染色质“开关”状态的“二维码”,发现染色质结构在多功能获取和细胞命运转变过程中从开放到关闭(OC)关闭到开放(CO)在整个干细胞诱导过程中,二维码一直在变化。
裴端庆介绍,研究小组发现,随着大规模染色质结构的重新排列,细胞“返老还童”过程首先关闭体细胞特异性位点,逐渐打开多功能相关位点;在染色质结构重新排列过程中,Sap30被激活为重编程过程的重要因素,通过促进去乙酰化修饰来抑制体细胞的关键转录因素,从而促进细胞命运向多能方向的转变。本研究结果首次揭示了染色质结构在体细胞重编过程中的动态变化规律,为理解体细胞重编和其他相关细胞的命运转变提供了新的参考理论模型。

