來源:科技日報

科技日報訊 （記者趙漢斌）多能干細胞是個體發(fā)育的基礎，也是再生醫(yī)學的重要種子細胞之一。記者10月27日從中國科學院昆明動物研究所獲悉，該所的一項最新研究揭示了多能干細胞維持基因組穩(wěn)態(tài)調(diào)控新機制。著名國際期刊《自然·通訊》發(fā)表了這一成果。

由于發(fā)育地位特殊，多能干細胞基因組具高度穩(wěn)態(tài)。盡管多能干細胞較分化細胞具更強的基因組穩(wěn)態(tài)維持能力，大量擴增培養(yǎng)、持續(xù)的DNA復制及特殊的細胞周期往往導致基因組變異，破壞其分化潛能，并產(chǎn)生致瘤風險，成為多能干細胞走向臨床應用的首要障礙。研究多能干細胞維持基因組穩(wěn)態(tài)的特殊機制，有助于解決應用中大量擴增培養(yǎng)產(chǎn)生的基因組變異難題，并能為體內(nèi)胚胎發(fā)育失敗或缺陷研究提供新思路。

昆明動物研究所鄭萍課題組長期研究多能干細胞基因組穩(wěn)態(tài)特征和獨特調(diào)控機制。在前期工作中，鑒定了多能干細胞基因組兩個穩(wěn)態(tài)特異關(guān)鍵調(diào)控蛋白因子，并闡述了其作用機制及重要生理功能。

因長鏈非編碼核糖核酸能通過相變，有效增強蛋白因子濃度，從而顯著提高工作效率。研究人員推測，多能干細胞很可能存在一些特異表達的長鏈非編碼核糖核酸，在其高效調(diào)控基因組穩(wěn)態(tài)中起重要作用。為此，研究人員對小鼠胚胎干細胞進行不同種類的DNA損傷處理，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)分析，篩選10多個表達響應損傷處理的干細胞特異長鏈非編碼核糖核酸。經(jīng)過深入的功能和機制分析，發(fā)現(xiàn)其對維持多能干細胞基因組穩(wěn)定性至關(guān)重要。這種長鏈非編碼核糖核酸與核仁蛋白結(jié)合，從而增強自由微調(diào)復制蛋白含量。同時，它也廣泛表達于神經(jīng)干細胞、精原干細胞等成體干細胞中，提示其有重要生理功能。

研究人員還構(gòu)建了基因敲除小鼠，發(fā)現(xiàn)具有物種保守性的長鏈非編碼核糖核酸基因敲除可導致新生致死及神經(jīng)發(fā)育異常，這些表型主要是由體內(nèi)DNA損傷產(chǎn)生的嚴重炎癥反應引起。研究揭示了DNA代謝的一個關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，并為了解癌癥治療中的化學耐藥性提供了新的線索。