Nature子刊:干细胞多能性决定因子

2014-4-02 12:54 来源: 生物通
收藏到BLOG

  来自加拿大和新加坡的研究人员组成的一个研究小组发现,人类DNA中的一些古老病毒DNA残余物是人类干细胞具有多能性的必要条件。在发表于《自然结构和分子生物学》(Nature Structural and Molecular Biology)杂志上的论文中,该研究小组描述他们破坏干细胞样本中一种病毒残余物的功能,发现这样做阻碍了干细胞生成除一种细胞类型之外的所有其他人类细胞的能力。

  干细胞具有自我复制和多向分化潜能,是人体所有细胞的起源细胞——干细胞所具有的这种能力又被称之为多能性。科学家们还并未真正地了解干细胞是如何知道变为哪种细胞类型的,他们正在努力地寻找这一答案。阐明它有可能促使开发出治愈许多疾病或再生出失去肢体的方法。在这项新研究工作中,研究人员希望了解残余病毒DNA在干细胞DNA以及多能性中所起的作用。

  科学家们已经知道在人类的DNA中存在着病毒DNA,它们是数百万年前逆转录病毒感染的结果。逆转录病毒通过将它们自身的DNA插入到宿主DNA中进行繁殖——如果这种情况发生在精细胞或卵细胞中,病毒DNA可最终变成宿主的DNA。直到现在,科学家们都认为残余病毒DNA只是“垃圾”DNA,其不起任何的作用。现在可以明确的是,至少有一种这样的DNA: HERV-H实际上在干细胞多能性上发挥了极其重要的作用。

  研究人员用少量设计抑制HERV-H的RNA处理了一些人类干细胞。他们发现,这样做会破坏干细胞发育为所有人类细胞的能力,转而它们将只能生长为与结缔组织中的成纤维细胞相似的细胞。更为深入地观测揭示,抑制HERV-H还减少了多能性必需的一些蛋白质生成。因此,至少在人类,这一残余病毒DNA似乎是正常人类发育的必要条件。没有它,将不可能存在人类生命。

  鉴于HERV-H在多能性中起作用,有可能其他的残余病毒DNA也在人类发育中发挥了功能,因此未来其他的研究工作将极有可能将焦点放在测试每种残余病毒DNA上,以了解它们是否并不只是人类进化过程中感染所遗留下来的垃圾。