科学家识别出4种调控因子 使细胞“失忆”让它变身干细胞

皮肤或血液的成熟细胞都有自己的“记忆”，即保持着从胚胎细胞变成特化成熟细胞的记录。最近，美国麻省总医院哈佛干细胞研究所与奥地利科学家合作，识别出4种调控因子，能让细胞重新编程变得更容易、更快、更有效。

人体每个细胞均有相同的基因组，发育过程中这些基因如何开关，决定了它们将变成哪种细胞。控制这些基因，引入新的因子，就能开启成熟细胞基因组的休眠部分，让它重新发育成另一种细胞型。然而，将一个皮肤细胞重新编程为多能干细胞（iPS）后，它也“知道”自己是皮肤细胞。奥地利分子生物技术研究所约瑟夫·潘宁格说，理想过程需要它“忘记”原来的身份，赋予新身份。“我们想找出是哪些因子固化了这种记忆，什么机制阻碍了iPS的形成。”

研究人员发表在最新一期《自然》杂志上的论文称，他们对已知的染色质调控因子建立了基因库，然后设计出一种筛选方法，从615个因子中识别出4个染色质调控因子。研究发现，抑制CAF1（染色质组装因子）能使重新编程效率提高50到200倍，而抑制已知的障碍因子，效率仅提高3到4倍。重新编程正常情况需要9天，而在缺乏CAF1时，4天后就检测到了第一个iPS细胞。

论文共同第一作者乌尔里奇·埃林说：“CAF1确保了在DNA复制和细胞分裂过程中，子细胞能保持自身记忆，编码在DNA缠绕的组蛋白上。当我们阻断CAF1时，子细胞不能以同样方式缠绕DNA，失去这些信息变成一张白纸。在这种状态下，它们对外部信号更敏感，我们能更容易地控制它们。”

研究还发现，抑制CAF1能促进一种成熟细胞直接变成另一种细胞，跳过了中间步骤。因此CAF1可能是一种普适的细胞身份保护者，不仅能将已经特化的细胞变成iPS细胞，还能促进成熟细胞之间互换身份。它有望作为一种通用钥匙，让人们按需塑造细胞、模拟疾病、测试药物。