目前這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)得到了答案。科學(xué)家通過(guò)進(jìn)行單個(gè)細(xì)胞的細(xì)致分析和積累大量的詳細(xì)分子數(shù)據(jù)，使用一系列測(cè)驗(yàn)，拍攝下細(xì)胞重編過(guò)程每個(gè)階段的精密尺度快照。這解釋了細(xì)胞重編的發(fā)生。下面是最新研究進(jìn)展。有科學(xué)家在重編青蛙和羊的細(xì)胞時(shí)，分別通過(guò)將一個(gè)已分化的原子核移植到被剝?nèi)NA的卵子內(nèi)。科學(xué)家已經(jīng)知道卵子中的一些東西能夠重編原子核，例如，那些與皮膚細(xì)胞有關(guān)的基因?qū)⒈磺袛啵c多能性有關(guān)的基因被開(kāi)啟，并觸發(fā)一系列下降流事件。在接下來(lái)的10年里，研究人員開(kāi)發(fā)出各種細(xì)胞重編新方法——向受精卵和胚胎干細(xì)胞中添加原子核，但這些方法無(wú)法解答是細(xì)胞中的什么進(jìn)行了重編工作，并且該過(guò)程是如何工作的。當(dāng)京都大學(xué)的山中伸彌和Kazutoshi Takahashi制備iPS細(xì)胞時(shí)，情況發(fā)生了變化。他們發(fā)現(xiàn)，在能夠重編為成體細(xì)胞的早期胚胎或胚胎干細(xì)胞里，只有4個(gè)蛋白質(zhì)出現(xiàn)了表達(dá)。而且，重要的是，他們還提供了用于研究在培養(yǎng)皿中進(jìn)行重編的工具。目前，干細(xì)胞生物學(xué)家確信在引入這些蛋白質(zhì)（有時(shí)名為山中因子）后，會(huì)發(fā)生一陣強(qiáng)烈且大部分能預(yù)測(cè)的基因表達(dá)。不過(guò)，幾天后，這些細(xì)胞會(huì)進(jìn)入一個(gè)神秘狀態(tài)，它們會(huì)分化，但出現(xiàn)失速，最終不能進(jìn)一步重編。大約一周后，非常少的細(xì)胞（1/1000）會(huì)變成多能細(xì)胞。這個(gè)過(guò)程不可預(yù)測(cè)，因此也難以在開(kāi)始的時(shí)候就預(yù)知哪些細(xì)胞將會(huì)重編。但某些方面是可以預(yù)知的。從細(xì)胞角度而言，克服完全分化狀態(tài)是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。例如，科學(xué)家經(jīng)常從皮膚中提取纖維母細(xì)胞，并試著重編。在一個(gè)很長(zhǎng)的過(guò)程中，它們獲得了其特性，這些細(xì)胞的DNA被印上了“后生”標(biāo)記——添加甲基原子團(tuán)或改變組蛋白等化學(xué)修飾。這些能確保只有與纖維母細(xì)胞有關(guān)的基因能被表達(dá)。但他們無(wú)法讓皮膚細(xì)胞像一個(gè)正在分化的干細(xì)胞，因?yàn)檫@可能是癌癥等疾病的路徑。現(xiàn)在，科學(xué)家能很好地控制頭48小時(shí)發(fā)生的事情。在胚胎干細(xì)胞里，山中因子能激活處于“多能性網(wǎng)絡(luò)”的基因，它們能使細(xì)胞無(wú)限增殖。但當(dāng)被放入纖維母細(xì)胞等分化細(xì)胞中時(shí)，這些因子的活動(dòng)方式并不同。賓夕法尼亞大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)家Ken Zaret繪制出了在人類纖維母細(xì)胞重編的最初兩天里這些因子的位置圖。他發(fā)現(xiàn)，它們被“物理封閉”，染色體構(gòu)象阻止其到達(dá)常規(guī)目標(biāo)基因。相反，這些蛋白質(zhì)會(huì)進(jìn)入染色體可進(jìn)入?yún)^(qū)域。有時(shí)，它們會(huì)激活促使細(xì)胞自殺的基因；或束縛在名為增強(qiáng)劑的遙控區(qū)域上——這會(huì)促使與重編過(guò)程相關(guān)的基因激活。干細(xì)胞科學(xué)家Rudolf Jaenisch將這種山中因子的廣泛束縛稱為“雜亂的”。研究人員現(xiàn)在正試著分類一些細(xì)胞類型，讓它們離開(kāi)黑匣子，并努力修補(bǔ)重編技術(shù)，以便阻止它們偏離路線。“宏大計(jì)劃”也認(rèn)為，重編過(guò)程存在的可變性正在產(chǎn)生完全不同的細(xì)胞。該項(xiàng)目啟動(dòng)于2010年，8家研究機(jī)構(gòu)的約30位資深科學(xué)家參與其中，Nagy的打開(kāi)黑匣子愿望驅(qū)動(dòng)了這個(gè)項(xiàng)目。通過(guò)利用山中因子觸發(fā)細(xì)胞重編，該團(tuán)隊(duì)在1個(gè)月里每天收集1億個(gè)細(xì)胞，然后定期分析它們的蛋白質(zhì)和RNA產(chǎn)量以及甲基化狀態(tài)改變等。最大的發(fā)現(xiàn)是一類新型多能細(xì)胞，名為F級(jí)細(xì)胞，它們會(huì)形成外觀毛茸茸的群落。略微改變iPS細(xì)胞制備秘方就能制出這些細(xì)胞：與在數(shù)日后停止表達(dá)重編因子不同，研究人員持續(xù)提供這類因子。F級(jí)細(xì)胞與iPS細(xì)胞不同，因?yàn)樗鼈冊(cè)诙嗄苄缘囊粋€(gè)最嚴(yán)格的測(cè)試中表現(xiàn)不合格：當(dāng)被注入小鼠胚胎后，它們未能促成嵌合體老鼠組織的形成。因此，一些批評(píng)者認(rèn)為，F(xiàn)級(jí)細(xì)胞可能是其他科學(xué)家口中的“部分重編”細(xì)胞。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的细胞重编是怎么发生的？细胞重编的破译的最新研究进展？的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。