科技日報記者 趙漢斌
多能干細胞是個體發育的基礎，也是再生醫學的重要種子細胞之一。記者27日從中科院昆明動物研究所獲悉，該所的一項最新研究，揭示了多能干細胞維持基因組穩態調控新機制。著名國際期刊《自然·通訊》發表了這一成果。
由于發育地位特殊，多能干細胞基因組具高度穩態。盡管多能干細胞較分化細胞具更強的基因組穩態維持能力，大量擴增培養、持續的DNA復制及特殊的細胞周期往往導致基因組變異，破壞其分化潛能，并產生致瘤風險，成為多能干細胞走向臨床應用的首要障礙。研究多能干細胞維持基因組穩態的特殊機制，有助于解決應用中大量擴增培養產生的基因組變異難題，并能為體內胚胎發育失敗或缺陷研究提供新思路。
昆明動物研究所鄭萍課題組長期研究多能干細胞基因組穩態特征和獨特調控機制。在前期工作中，鑒定了多能干細胞基因組兩個穩態特異關鍵調控蛋白因子，并闡述了其作用機制及重要生理功能。
高效調控基因組穩態示意圖 昆明動物研究所供圖
因長鏈非編碼核糖核酸能通過相變，有效增強蛋白因子濃度，從而顯著提高工作效率。研究人員推測，多能干細胞很可能存在一些特異表達的長鏈非編碼核糖核酸，在其高效調控基因組穩態中起重要作用。為此，研究人員對小鼠胚胎干細胞進行不同種類的DNA損傷處理，結合轉錄組測序技術分析，篩選到了10多個表達響應損傷處理的干細胞特異長鏈非編碼核糖核酸。經過深入的功能和機制分析，發現其對維持多能干細胞基因組穩定性至關重要。這種長鏈非編碼核糖核酸與核仁蛋白結合，從而增強自由微調復制蛋白含量。同時，它也廣泛表達于神經干細胞、精原干細胞等成體干細胞中，提示其有重要生理功能。
研究人員還構建了基因敲除小鼠，發現具物種保守性的長鏈非編碼核糖核酸基因敲除可導致新生致死及神經發育異常，這些表型主要是由體內DNA損傷產生的嚴重炎癥反應引起。研究揭示了DNA代謝的一個關鍵調節因子，并為了解癌癥治療中的化學耐藥性提供了新的線索。
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