科研进展

广州生物院发现了重编程障碍关键因子NCoR/SMRT

  

  北京时间3月13日零时,中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员Miguel Esteban(米格尔·埃斯特班)和南方科技大学助理教授Andrew Hutchins(安德鲁·哈金斯)共同在Nature Cell Biology(《自然·细胞生物学》)杂志在线发表了诱导多能干细胞的重要表观调控机制,其团队首次发现共抑制复合物NCoR/SMRT在四因子(SOX2,OCT4,KLF4 和 c-MYC)介导的重编程中发挥了强大的抑制作用。

  诱导多能干细胞的生成是一个极其复杂的生物学过程,其中包含了体细胞特性的消减和干细胞特性的获得。该过程中涉及的基因表达和表观遗传修饰转变是调节重编程效率的关键因素。

  科研人员在实验室前期研究的基础上,将研究重点放在了NCoR/SMRT共抑制复合物上。NCoR和SMRT是来自于同一个复合物家族的两个蛋白,可以分别与多个组蛋白修饰酶相互作用并对基因转录发挥抑制功能。研究发现,NCoR/SMRT复合物能通过其酶功能中心HDAC3,去除基因组上的“活性标记”H3K27ac,使重编程后期的关键多能性基因上调受到阻碍,从而抑制重编程效率。因此,干扰该复合物的功能,可以将重编程的效率极大地提高。

  与此同时,科研人员还发现,重编程因子,尤其是c-MYC对这一抑制复合物在基因组上的结合起到了“导航”的功能,即带领NCoR/SMRT结合到基因组靶位点上,从而发挥抑制功能。这一发现帮助解释为什么包含c-MYC的重编程体系更容易产生不完全重编程的现象。

  这一研究的发现,不仅加深了对体细胞重编程机制的理解,也有助于更全面地解释表观遗传学各个层面的修饰在调控体细胞重编程中发挥的作用,这对于诱导多能干细胞领域的研究和应用,乃至其他类型的细胞命运调控都具有重要的指导意义。

  该项研究中,庄强博士、李文娟博士和Christina Benda博士为论文的共同第一作者。研究工作得到了国家重点研发计划项目、中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等的资助。

  论文链接:http://dx.doi.org/10.1038/s41556-018-0047-x 

NCoRSMRT在重编程过程中的调控机制