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A * STAR研究发现，在细胞重编程过程中切换调节基因表达的蛋白质的功能可确保细胞命运转化。了解如何维持细胞命运是提高诱导多能干细胞iPSCs从患者体细胞中获得并分化成组织特异性细胞类型的效率的关键，用于治疗白血病或脊髓损伤等医学病症。
组蛋白变体H3.3是一种先前已被证明可在细胞分化过程中激活基因转录的蛋白质，但其在细胞命运转换中的确切作用尚不清楚。新加坡A * STAR分子与细胞生物学研究所的Jonathan Yuin-Han Loh及其同事研究了H3.3在小鼠胚胎成纤维细胞转化为iPSCs和造血祖细胞以及干细胞分化中的作用。细胞进入神经元。
在所有三种情况下，他们发现H3.3具有双重作用：它在重编程的早期阶段保持亲本细胞的同一性，并有助于细胞命运在后期阶段的转变。这种功能转换由组蛋白伴侣Hira调节，其在特定DNA区域上沉积H3.3，并且涉及向两个赖氨酸残基添加甲基的表观遗传修饰。“我们的结果既令人惊讶又意外，因为H3.3似乎可以作为细胞命运的通用调节因子，”Loh说。
当研究小组过度表达已知诱导成纤维细胞转化为多能干细胞的转录因子时，他们发现与成纤维细胞功能相关的基因富含H3.3。在重编程的早期阶段瞬时降低H3.3的表达显着改善了多能性的诱导，表明H3.3可以阻止细胞命运转化。
然而，随着重编程的进展，H3.3与多能性相关的基因结合。在重编程的后期减少其表达降低了重编程效率，表明H3.3对于建立新的多能细胞命运是必需的。
有趣的是，当研究小组试图将胚胎干细胞分化为神经元时，降低H3.3的水平导致参与维持多能性的基因表达的丧失和神经元基因表达的增加，证实了其在细胞中的作用。血统过渡。
正如Loh解释的那样，“我们的发现提出了一种将皮肤细胞转化为干细胞的方法，只需通过调整H3.3的水平即可提高效率。” 进一步理解驱动细胞命运转变的过程将提高细胞可以重新编程用于治疗目的的效率。
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