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科学家们研究发现了一种或能设置肝脏的基因组来解释肝脏惊人的再生能力的特殊代码

放大字体  缩小字体发布日期:2021-07-11 11:45  浏览次数:109
摘 要:最近,发表在国际杂志Nature Communications上,来自纽约大学阿布扎比分校等机构的科学家们通过研究发现了一种特殊代码,其或能
  最近,发表在国际杂志Nature Communications上,来自纽约大学阿布扎比分校等机构的科学家们通过研究发现了一种特殊代码,其或能设置肝脏的基因组来解释肝脏惊人的再生能力。

  这一研究结果或能帮助阐明在机体被切除部分肝脏时,促进肝脏再生的特定基因被激活的分子机制,同时还有望帮助改善新形式再生医学疗法的发展,并帮助非再生器官在小鼠和人类机体中再生并生长。
 
  虽然其他动物可以再生大多数器官,但人类、小鼠和其他哺乳动物只能再生肝脏来应对损伤或切除的结果;研究人员假设驱动肝脏再生的基因可以由一种特殊的代码控制,这种代码可以促进其在损伤或切除后的激活。然后研究人员把重点放在表观基因组上,即通过修饰DNA来改变基因表达,而不是改变遗传密码本身。
 
  利用小鼠模型进行研究,研究人员确定了静息肝细胞中的表观遗传编码元件。静止的肝细胞不能复制,但有能力在合适的条件下增殖。这些表观遗传编码元件可能激活器官再生的特殊基因。参与肝细胞增殖的基因在肝脏中沉默不再生,但令研究人员惊讶的是,这些基因存在于大多数活跃的基因组部分。

  此外,这些促进再生的基因通常带有一个名为H3K27me3的特定修饰。在肝脏再生过程中,H3K27me3可以从基因中消除,从而使基因动态表达并驱动增殖过程。
 
  在这篇文章中,研究人员发现小鼠肝脏中含有表观遗传编码元件,当获得信号时,这些编码元件可以允许再生促进基因被激活,表观遗传模型是一种既定的协调基因表达的特殊机制。然而,以前的研究人员不知道表观遗传模型如何促进肝脏中的基因表达,以及它如何影响肝脏再生。

  在这项研究中,研究人员在小鼠肝脏中发现了与特定表观遗传标记相对应的六种不同染色质状态,这可能提供了重要器官的第一张染色质图谱,并表明图谱中的元素对肝脏再生非常重要。这一研究结果提供了一种特殊的机制,可以使肝脏中的细胞处于“就绪”状态,而不为肝脏再生提供一定的信号。
 
  研究人员,再生的秘密通常被锁定在肝脏表观基因组的密码中。目前,我们正在研究表观遗传密码(可以制作表观遗传标记的酶),观察其对衰老的影响,以及包括人类在内的老年动物肝脏再生能力下降的原因。

  对肝脏超常再生能力的不断研究,为后期再生医学的研究进展提供了一定的希望;或许研究人员可以尝试将促进幼龄动物肝脏再生的代码写入老年动物的细胞中,或者将其用于其他无法再生、目前只能用复杂且高风险的移植物移植的器官中。
 
  本研究结果表明,静息肝脏染色质状态可能有助于预测基因表达,再生促进基因可以保持活跃的染色质状态,但会受到H3K27me3的抑制,从而允许再生过程中快速同步的反应。
 
 
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