研讨提醒iPS重编程因子解锁异染色质之谜

10月1日，EMBO Journal 在线揭橥了中国迷信院广州生物医药与安康研讨院刘兴国研讨组和裴端卿研讨组的题为Heterochromatin loosening by the Oct4 linker region facilitates Klf4 binding and C reprogramming 的最新研讨结果。该研讨发明重编程因子中Oct4次要起到松懈解仳离染色质的感化，并且，Oct4作为解仳离染色质的先导因子，调控Klf4对其下流靶点的联合，进而调控“间充质-上皮转换(MET)”这一重编程晚期的症结事情。机制研讨发明，Oct4是经过招募ATP依附的染色质重塑卵白如Brg1等来解离。这一任务提醒了单个重编程因子翻开染色质从而有助于其它因子联合到目的基因的全新协同形式。

2006年，日本迷信家Yamanaka胜利应用转录因子Oct4、Sox2、Klf4将小鼠胚胎成纤维细胞引诱成了多能性(iPSC)。染色质分为常染色质和，前者处于伸展形态，有转录活性，后者处于聚缩形态，无转录活性，两者的互相转换是细胞命运改变的症结。与体细胞比拟，多能的染色质呈绝对松懈开放的形态，少。是以，体细胞重编程进程须要产生染色质的重塑才干胜利引诱出C来。很多研讨团队在分歧正面的分子程度描绘了重编程进程中染色质的变更。但是，哪个(些)重编程因子行使着解离体细胞的丰厚的功效却还未被说明。

刘兴国聚焦于亚细胞程度的细胞重视塑调控重编程的机制，他的团队应用成像学等办法零碎地说明了细胞器的组分重塑(Xingguo Liu*，Autophagy，2017)、离子旌旗灯号(Xingguo Liu*，Cell Metabolism，2016，2018)、能量代谢(Xingguo Liu*，Stem Cells，2016) 等调控多能性的取得。而关于细胞核这一最主要的细胞器，研讨团队在后期任务中开辟了活细胞内及时准确定量常染色质和异染色质的松懈性的成像办法，经过白色荧光(HP1a-mCherry)用于区分常异染色质，绿色荧光(H1-GFP)的光漂白后荧光恢复(FRAP)用于定量外周组卵白的活泼水平，从而辨别定量剖析常异染色质的松懈性。研讨人员将这一成像办法及时使用于体细胞重编程中，发明在体细胞重编程晚期，只要异染色质明显变松懈，常染色质没有分明变更，并挑选判定出染色质松懈因子Gadd45a作为新型因子，能明显进步重编程效力(Xingguo Liu* and Duanqing Pei*，EMBO Reports，2016； Xingguo Liu*，Cell Death and Disease，2017)。在此研讨根底上，刘兴国组停止了继续的研讨，将常异染色质的FRAP技巧使用到答复“哪个(些)重编程因子解离体细胞”这一根本迷信成绩上。

Klf4的靶基因年夜多处于异染色质，这就像Klf4要到目标地去，却被异染色质上锁了，而Klf4可否到目标地调动靶基因，决议着体细胞可否从间充质形态变身为上皮形态从而启动重编程。Oct4能准确“解锁”异染色质的钥匙位于其衔接区域的L80位点，使Klf4可以轻松地达到目标地联合靶基因，启动“间充质-上皮转换”。当该位点渐变后，Oct4不克不及招募Brg1，掉去解仳离染色质的才能，进而不克不及胜利引诱出iPSC。在该渐变体介导的体细胞重编程晚期，间充质-上皮转换进程很弱；同时在前期，也不克不及激活多能性基因的表达。课题组晚期判定的染色质解离因子如Gadd45a等能很好地解救Oct4-L80A渐变体的功效，让解离，并增进Klf4的联合和间充质-上皮转换，最初激活多能性基因，胜利引诱出C。该研讨不只肯定Oct4在重编程中“解锁”的先导感化，并且说明Oct4和Klf4在染色质程度的互作调控细胞命运改变。(100yiyao.com）