科学家们创造了新技术并解决了细胞记忆的关键难题
哥伦比亚大学的研究人员利用一种新的突破性技术,设法确定了一种蛋白质,这种蛋白质在细胞分裂时负责细胞记忆的传递。这一发现对于理解从一个细胞到一个整体的发育至关重要。
细胞在整个生命中不断分裂但细胞如何记住是否会发展成皮肤,肝脏或肠道细胞?这个问题困扰了科学家多年。现在,哥本哈根大学健康与医学科学院和科学院的科学家们已经更加接近了解这一过程。
他们开发了一种技术,可以对表观遗传细胞记忆提供新的见解。利用这项名为SCAR-seq的新技术,研究人员已经能够解决当DNA复制和细胞分裂时,组蛋白中存储的表观遗传信息是如何传播的。这项新研究刚刚发表在科学期刊“科学”上。
“我们开发了一种新的工具来研究基于蛋白质的信息的传播,以及它如何促进哺乳动物细胞的表观遗传记忆。我们第一次可以看到哪两种蛋白质形成于两条新的DNA链上当DNA在细胞分裂过程中被复制时,我们现在可以研究基于蛋白质的信息如何被遗传并传播到子细胞。“
“这是我们第一次有直接证据证明特定蛋白质将组蛋白表观遗传信息的传递与DNA中遗传信息的复制联系起来。我们知道基于组蛋白的信息必须传递给两个新的DNA链。不管怎么说,但我们不知道怎么做,“哥本哈根大学生物技术研究与创新中心教授,该研究的共同作者Anja Groth说。
在人体细胞内,我们的DNA被组蛋白蛋白包裹着。它们一起形成一种称为染色质的结构。当细胞分裂时,DNA和整个染色质结构都被准确复制是至关重要的。染色质存储影响哪些基因表达的表观遗传信息。也就是说,我们细胞中的表观遗传信息有助于控制哪些基因“开启”和“关闭”。
MCM2负责组蛋白与子细胞的适当分离
在这项新研究中,研究人员研究了小鼠的胚胎干细胞。使用SCAR-seq,研究人员有可能在复制期间鉴定一种蛋白质,该蛋白质负责将组蛋白从旧的DNA链转移到两条新的DNA链 - 即MCM2。研究人员已将MCM2长期存在于其工作模型中,但在开发SCAR-seq技术之前无法确定其确切的功能。
“在DNA复制过程中,组蛋白质与化学修饰的转移是否完全随机是一个反复出现的问题。在我们的研究中,我们发现它不是随机的,而是一个高度控制的过程。我们的数据显示组蛋白有偏好对于一条DNA链,即所谓的前导链,但MCM2抵消了这种偏倚,并确保两条新的DNA链之间几乎是对称的,即基于组蛋白的信息的均匀分布。
“当我们破坏这种机制时,所有基于组蛋白的信息都被转移到一条DNA链,即前导链,而不是另一条链条。这意味着MCM2的这种功能对于两条新的DNA链接受是必不可少的。存储在组蛋白中的相同信息,“该研究的共同作者,哥本哈根大学生物系助理教授Robin Andersson说。
研究人员还不知道当确保组蛋白正确分离的MCM2功能被破坏时,胚胎细胞形成其他细胞类型的能力是如何受到影响的。这意味着这些细胞是否仍然可以促成整个小鼠的形成。科学家们经常讨论组蛋白信息对细胞身份和细胞命运决定的重要性。这将是研究人员将要研究的下一个问题。
“了解子细胞如何从母细胞中继承组蛋白及其修饰的机制的第一部分具有很大的潜力。现在,我们可以开始解决这种基于蛋白质的信息转移对细胞和细胞的实际意义。有机体的发展。这是我们的长远眼光,“Anja Groth教授说。
推荐内容
-
上海进一步加强疫情期间特殊困难群体保障
本报上海4月27日电(记者孟歆迪)疫情防控期间,老年人,尤其是高龄老人、独居老人、患病老人和残障人士面临比普通人更多的困难,比
-
心理知识:心理医生专家揭秘,上班族不健康心理
心理这个词最近被提及的频率是越来越高了。其实在国外有一个职业特别吃香,那就是心理医生。为什么呢?因为国外特别是西方有几个国家已...
-
心理知识:心理健康咨询--压力会引起哪些心理障碍
今天也是照常给大家说说心理方面的常识。很多人提到心理这两个字是没有概念的,以为这个东西是不需要去在意的。其实不然,随着科学知识...
-
心理知识:你还孩子气吗_你还像个孩子吗
今天也是照常给大家说说心理方面的常识。很多人提到心理这两个字是没有概念的,以为这个东西是不需要去在意的。其实不然,随着科学知识...
-
健身有诀窍,有些健身误区要知道?你懂吗?
互联网时代,每个人都是信息传播者,但是我们必须清楚一点:在没有获得真正证实的消息之前,千万不能随意散播谣言,很容易造成以讹传讹...
-
以人工智能辅助基层慢病管理
今年政府工作报告提出,提高医疗卫生服务能力。随着慢性病患者尤其是老年慢性病患者比例的攀升,庞大的慢性病群体不仅给基本公共卫生
-
心理知识:如何缓解强迫症
社会的发展越来越快,大家现在也慢慢开始关注一个人的心理健康。因为外界事物的巨大变化,很多人跟不上变化的脚步就会产生心理落差感从...
-
经期吃芒果会导致子宫肌瘤?需要好好科普
相信很多人都被“误导”过。因为现在的网络信息非常丰富和更新迅速,还没等我们了解事情的详情,下一秒就又反转了。所以大家在获取信息...
-
布朗潮罪魁祸首测序藻类绽放物种的第一基因组
加利福尼亚州沃尔特克里克 - 藻类在全球碳循环中发挥关键作用,帮助隔离大量碳。一些藻类物种可以开花或变得如此多,以至于它们使沿海水
-
吃酱油会让人皮肤变黑?其实是这样...
日常生活中我们经常会听到各种各样的坊间流言。然而很少人去求证这些流言的真实性,久而久之就变成了真事。在这里,小编必须提醒大家,...