谁调控着胚胎干细胞多能性？

  最近，美国索尔克生物研究所的科学家在一项新研究中惊讶地发现，作为细胞 “门道” 的核孔蛋白，可帮助控制有什么进出细胞核，与之前认为的相比，它实际上在基因表达中发挥更大的作用。

  这一研究结果发表在2015年六月十六日的《Genes & Development》杂志，表明核孔蛋白在胚胎干细胞开始发育成特定组织之前的维持过程中发挥重要作用。这一发现为这些蛋白质基因突变所致的遗传性疾病，提供了一个全新的认识。有一个核孔蛋白在干细胞的神经元形成过程中，特别发挥一个戏剧性的、意料之外的作用。
  本文资深作者、索尔克生物研究所分子和细胞生物学实验室的Martin Hetzer教授指出：“我们对这一类蛋白质提出了新的见解。我希望人们开始接受并意识到，核孔蛋白不仅仅是转运蛋白。”
  核孔蛋白——有大约30个版本，是核孔复合物代表性的一部分，是将一个细胞的细胞核内连接到外部细胞质的巨型结构。在2010年，Hetzer的团队首先发现，核孔蛋白也可能在“细胞发育期间细胞核内的基因何时被转录成蛋白质的时间调控方面”挥作用。但到底是什么作用可能还不清楚。
  在这项新的研究中，Hetzer和他的同事们集中在一个特殊的核孔蛋白，为Nup153，它已知可快速移动和关闭核孔复合物，从而表明，除了为核孔提供结构支持之外，还可能发挥一些其他的作用。
  研究人员借助于小鼠胚胎干细胞——它们具有分化成身体中任何类型细胞的潜能，删除了Nup153。他们预计，如果Nup153在细胞分化中起关键作用，那么将其从干细胞中去除，将会阻止它们分化。相反，则会发生相反的情况。
  Hetzer说：“令人惊讶的是，当我们去除这个基因后，干细胞开始分化。它们不仅开始分化，而且它们也开始分化成神经元。”研究人员发现，Nup153可抑制干细胞转变为脑细胞所需要打开的某些基因。当这种抑制被解除之后，干细胞又开始分化。
  本文第一作者、Hetzer实验室博士后研究人员Filipe Jacinto指出：“这项研究指出，核孔蛋白通过沉默神经基因，在对胚胎干细胞未分化状态的介导过程中发挥一个关键功能，而且也为阐明这些蛋白质在哺乳动物发育过程中的作用，提出了新的方向。”
  Hetzer怀疑，其他核孔蛋白也在基因表达调控过程中发挥作用，但他警告说，所起的作用可能会非常不同——每个核孔蛋白，可能靶定一组不同的基因，有一些可能激活基因而不是抑制它们。
  许多核孔蛋白基因的突变，已被证实与人类疾病和发育障碍有关，包括白血病和某些遗传性心脏问题。Hetzer说，直到现在，研究人员都认为，基因突变通过改变蛋白质运入或运出细胞的细胞核，而引发疾病。现在，我们意识到这不可能是唯一的解释。这些疾病和发育障碍中有许多可能是由这些基因调控基因表达程序的能力所造成的。
  他的实验室计划继续研究Nup153，探讨它如何被基因招募，以及研究其他核孔蛋白在发育中的作用。（转化医学网360zhyx.com）