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科学家实现对卵母细胞的重编程

在许多方面,卵细胞都可以被优化来处理精子的基因组,特殊的细胞质因子可以给予卵细胞特殊能力来对多种类型细胞的细胞核进行重编程,尽管体细胞核转移被认为是一种简单产生多能干细胞的方法,但这往往存在巨大的伦理和逻辑问题,而一种替代性的方法就是利用转录因子或诱导多能干细胞重编程的方法来利用卵细胞进行诱导使其处于多能性状态。


四种主要的转录因子(Oct4, Sox2, Myc,Klf4),作为一组母源性的效应基因,其足以制造产生可行性的诱导多能干细胞,然而近日一篇发表在国际杂志Cell Reports上的研究论文中,来自新加坡的研究人员表示,他们并不能高效地建立完全真正的细胞多能性,而为了改善这种状况,研究者们对20个富含转录因子基因的卵母细胞进行研究,这些卵母细胞可以诱导小鼠机体成纤维细胞中的诱导多能干细胞的重编程。


结果研究者发现唯一可以正常发挥作用因子的是T细胞白血病(Tcl1)家族蛋白中的一员,该因子可以明显增加碱性磷酸酶阳性的iPSC克隆的数量,Tcl1在细胞中的主要配偶体是一种名为线粒体聚核苷酸磷酸化酶(PnPase)的RNA结合蛋白,PnPase是一种具有核糖核酸外切酶及寡核苷酸酶类活性的生物功能性酶类,换句话说其可以分解RNA链以及较长的杂聚尾部结构。


线粒体往往被认为是多种核转运tRNAs的“输出者”以及必要的氨酰基-tRNA合成酶。尽管体细胞依赖于氧化磷酸化,而多能细胞会优先使用醣酵解来作为能量来源,近来有研究表明,癌症或发育过程机体增殖细胞中的电子转移或许只是进行天冬氨酸的合成而用。


本文研究揭示,通过Tcl1-PnPase开关而引发的线粒体生物发生的抑制作用仅仅是研究者所发现的一种机制,研究者还发现,Tcl1b1可以明显增强成纤维细胞的重编程,而PnPase的功能也非常关键,至少是在小鼠机体中,其不仅可以帮助进行胚胎发育,而且对于耳朵、肌肉以及大脑的发育都非常重要,甚至研究者还认为PnPase是新型线粒体替代疗法的重要因子。

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