科学家找到细胞分化开关

一份近期发表在《分子细胞》(Molecular Cell)上的研究发现了胚胎发育阶段细胞分化的关键机制，有助于研究者更好地了解一些疾病如癌症或胚胎畸形的发生。

这份研究的主要作者、纽约大学生物系教授Stephen Small说：“多年前科学家就知道改变特定细胞的基因开关容易导致胚胎畸形或癌症。但是对这个复杂过程并不明确。我们的研究揭示了在胚胎发育阶段这个过程的运作机制。”之前的研究已发现称为“启动子”(promoter)的基因开关机制，但是不清楚启动子如何被激活。这份研究聚焦“驼背”(hunchback)基因发现了启动子具体激发过程。驼背基因是苍蝇胚胎中决定干细胞分化为头部细胞、而不是腹部细胞的关键基因。研究者找到了“驼背基因启动子”的开关，并发现当这个开关处于关闭状态时，驼背基因无表征;开关开启，基因将产生发展头部细胞必需的RNA转录。

再进一步，研究者发现在胚胎中“驼背基因启动子”靠Bicoid蛋白激活。这种蛋白与DNA序列“增强子”(enhancer)的绑定是激活启动子的关键因素。他们还发现，“驼背基因”有两种启动子，一种是活跃态，可以响应Bicoid蛋白的绑定;另一种是非活跃态，对Bicoid蛋白无响应。“通过精确调换活跃态和非活跃态启动子内的基因序列，我们发现两个短序列是决定启动子是否对Bicoid蛋白响应的关键。”Small说，“当我们变异这两个短序列，活跃态启动子被关闭，而当我们把它们(这两个短序列)插入非活跃态启动子，却激活了非活跃态启动子。”

Small表示，当然大动物体内有更多种类的细胞，决定细胞分化的基因组更加复杂，这份研究首次描述了早期胚胎中特定区域细胞分化基因的一种机制。