染色质相关蛋白在涡虫成体干细胞调控及再生过程中发挥重要作用
时间：2013-05-09 阅读：471
淡水涡虫（Planarian）被切割后，身体的一部分依然能再生出一个完整的涡虫。其强大的再生能力依赖于体内丰富的成体干细胞（约占总细胞数目的25%）。涡虫是zui简单的三胚层起源的生物，超过80%的基因与高等生物同源，相关研究对于理解高等生物的干细胞调控，及神经、肌肉、生殖、肠道等系统的再生机理有重要意义。近年来，涡虫基因组测序基本完成，RNAi筛选为基因功能研究提供了工具，但其再生中的表观遗传学调控机理并不清楚。
研究组引进了通用的地中海涡虫（Schmidtea mediterranea）单克隆品系，发展并完善了涡虫研究平台，形成了一定的研究特色。博士研究生曾安等结合RNAi筛选等技术，系统地开展了成体干细胞介导再生过程中染色质调节机制的研究。通过克隆并筛选205个染色质相关蛋白，研究人员发现，至少有12个染色质相关基因参与调节涡虫再生过程。有趣的是，涡虫的HP1（Heterochromatin protein 1）同源基因HP1-1特异性地表达在涡虫成体干细胞中，对再生过程中新生芽基（Blastema）的长成是必需的。当HP1-1被敲低后，干细胞自我更新受到抑制并导致其过早分化。进一步研究发现在涡虫受到损伤时，HP1-1与介导基因转录延伸（Transcription elongation）的FACT复合体互作，上调增殖相关基因Mcm5的表达，从而促进损伤后涡虫成体干细胞的增殖反应，并起始再生过程中芽基形成。通过研究组建立的涡虫特异性抗体、芯片及染色质免疫沉淀（ChIP）等实验手段，揭示了表观遗传学调控涡虫再生的机理，并阐明了HP1-1调控干细胞行为的细胞及分子生物学基础，为深入研究表观遗传机制调控成体干细胞及再生提供了新的切入点。曾安同学因该研究而获得2012年Keystone symposium干细胞年会授予的Future of Science Fund scholarship。
该研究由国家自然科学基金、*重大科学研究计划及*资助完成。