自然胚胎中的干细胞是“万能的”细胞,可以分化成所有类型的细胞。瑞士科学家发现胚胎细胞全能性的秘密在于一种蛋白质。

瑞士苏黎世大学最近发布的新闻稿称,这种被称为Pramel7的蛋白质存在于早期胚胎细胞中,可以防止基因组中的脱氧核糖核酸(DNA)编码被“密封”的化学标签所标记,从而保持基因组开放。

所有细胞都携带生物体的全套遗传信息,但分化的细胞,如血液、骨骼和神经细胞,只调用与其自身功能相关的部分DNA编码,其余的编码与甲基结合,从而抑制基因表达。甲基化水平越低,基因组越开放,细胞分化潜力越大。

当受精卵处于胚泡阶段时,有一组称为“内细胞群”的细胞,它们具有真正的全面特征。通过提取这些细胞并使其无限增殖但不在实验室培养皿中分化而获得的胚胎干细胞具有很强的分化潜能,但仍低于内部细胞群。

研究人员在新一期的《自然细胞生物学》中报道,控制普拉德7蛋白合成的基因在内部细胞群中非常活跃,但在人工培养的胚胎干细胞中不太活跃。加强基因在人工胚胎干细胞中的表达可以降低整个基因组的甲基化水平。

Pramel7蛋白仅在胚胎发育的最初几天起作用,但它对维持正常发育至关重要。实验发现,如果相关基因被关闭,基因组的甲基化水平将急剧上升,干细胞将停止发育,胚胎将死亡。

这一发现可能有助于提高人工胚胎干细胞在医学研究和器官修复中的分化潜能。在此基础上,研究小组希望开发一种用干细胞治疗严重骨损伤的方法。