早期，每個(gè)干細(xì)胞都面臨著命運(yùn)的選擇。例如，在皮膚發(fā)育過程中，胚胎表皮開始時(shí)是單層表皮祖細(xì)胞。他們的選擇是成為成熟的表皮細(xì)胞或轉(zhuǎn)變成毛囊細(xì)胞。這種所謂的命運(yùn)開關(guān)由轉(zhuǎn)錄因子 SOX9 控制。如果祖細(xì)胞表達(dá) SOX9，毛囊細(xì)胞就會(huì)發(fā)育。如果沒有，表皮細(xì)胞就會(huì)這樣做。
但 SOX9 也有其陰暗面，因?yàn)樗c全球許多最致命的癌癥有關(guān)，包括肺癌、皮膚癌、頭頸癌和骨癌。在皮膚中，一些異常的成體表皮干細(xì)胞隨后會(huì)打開 SOX9，盡管它們選擇了路徑，并且永遠(yuǎn)不會(huì)關(guān)閉它，從而啟動(dòng)了一個(gè)最終激活癌癥基因的過程。
科學(xué)家們從未完全理解這種注定的結(jié)果是如何在分子水平上發(fā)生的。但現(xiàn)在洛克菲勒研究人員揭示了這一惡性事件背后的機(jī)制。事實(shí)證明，SOX9 屬于一類特殊的蛋白質(zhì)，負(fù)責(zé)控制遺傳信息從 DNA 到 mRNA 的轉(zhuǎn)移。這意味著它有能力撬開遺傳物質(zhì)的密封口袋，與其中先前沉默的基因結(jié)合并激活它們。他們?cè)凇蹲匀患?xì)胞生物學(xué)》上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
“我們的發(fā)現(xiàn)為癌癥如何破壞干細(xì)胞精心調(diào)整的決策過程，從而使其無法生成正常組織提供了新的見解，”哺乳動(dòng)物細(xì)胞生物學(xué)與發(fā)育羅賓·切默斯·紐斯坦實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人伊萊恩·福克斯說。“它還闡明了新的 SOX9 激活基因作為潛在的治療靶點(diǎn)。”
基因表達(dá)的罕見關(guān)鍵
我們的基因組不是一本打開的書。事實(shí)上，它更像是一個(gè)藏有數(shù)十億本書的圖書館，大部分都處于鎖匙狀態(tài)——大多數(shù)遺傳物質(zhì)實(shí)際上靜靜地隱藏在非編碼和緊密結(jié)合的 DNA 包中，這些 DNA 包被組蛋白封閉在一個(gè)封閉的環(huán)境中。狀態(tài)。DNA 和組蛋白一起形成所謂的封閉染色質(zhì)。轉(zhuǎn)錄蛋白或因子無法接觸到包裝到這種隱秘材料中的基因，而這些轉(zhuǎn)錄蛋白或因子可以幫助其表達(dá)其中的基因。
但有一些罕見的鍵不僅僅是轉(zhuǎn)錄因子。這些“先鋒因素”可以解鎖這些基因包。它們擁有觀察封閉染色質(zhì)內(nèi)部并識(shí)別其中結(jié)合位點(diǎn)的超能力。然后，它們招募其他轉(zhuǎn)錄因子來幫助它們撬開封閉的染色質(zhì)并與核小體上的受體位點(diǎn)結(jié)合，從而重新編程染色質(zhì)并激活新基因。
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