【Nature子刊】干细胞分裂时如何维持其“命运”？

生物化学系助理教授SihemCheloufi和JernejMurn领导的这项研究展示了一种被称为染色质装配因子-1（CAF-1）的蛋白复合体如何控制基因组组织以保持谱系保真度。报告“Regulation of chromatin accessibility by the histone chaperone CAF-1 sustains lineage fidelity”发表在《Nature Communications》上。

https://www.nature.com/articles/s41467-022-29730-6

每次细胞分裂时，它都要创建其基因组的复制品——不仅是其DNA序列，还包括DNA如何与蛋白质一起包装成染色质。染色质被组织成开放且易于获得或更密集且不易获得（或封闭）的基因组位点。

Cheloufi解释说：“不同细胞的身份在很大程度上依赖于更开放的基因组位点，因为只有位于那些区域的基因才能潜在地表达并转变成蛋白质。”

她补充说，为了在细胞分裂过程中保持细胞身份，必须将开放和闭合染色质的位置，或“染色质组织”忠实地传递到基因组的新复制品上，这一任务主要委托给CAF-1。

她说：“为了帮助CAF-1在细胞分裂过程中确保正确的染色质组织，大量的转录因子以DNA序列特异性的方式被吸引到开放区域，作为“书签”，招募转录机器来纠正谱系特异性基因，确保它们的表达。我们想知道CAF-1在细胞分裂过程中维持细胞特异性染色质组织所需的程度。”

作者将可以自我更新或转变为中性粒细胞的未成熟血细胞作为研究范例，中性粒细胞是呈现我们身体抵抗病原体的第一道防线的非分裂细胞。有趣的是，他们发现CAF-1不仅对于维持这些未成熟血细胞的自我更新，而且对于保存它们的谱系身份至关重要。即使CAF-1水平的适度降低也会导致细胞忘记自己的身份，采取混合谱系阶段。

Cheloufi说：“缺失CAF-1的中性粒细胞干细胞变得更具有可塑性，共表达来自不同谱系的基因，包括红细胞和血小板的基因。从发育生物学的角度来看，这是非常耐人寻味的。”

在分子水平上，研究小组发现CAF-1正常情况下保持特定的基因组位点被压实，无法接触到特定的转录因子，尤其是一种被称为ELF1的转录因子。

Murn说：“通过观察染色质组织，我们发现了一整套异常开放的基因组位点，并由于CAF-1缺失而吸引ELF1。我们的研究进一步指出了ELF1在定义几个血细胞谱系命运中的关键作用。”

UCR研究人员使用来源于小鼠骨髓的未成熟血细胞，并在组织培养中进行生长改造。他们与辛辛那提儿童医院医学中心血液学专家、该研究的共同通讯作者Andrew Volk合作，利用小鼠模型在体内验证了他们的发现。

接下来，Cheloufi和她的同事们想了解CAF-1在特定位点保留染色质状态的机制，以及这一过程在不同细胞类型中是否有不同的工作。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://phys.org/news/2022-04-blood-stem-cells-fate.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。