科学家发现干细胞蛋白质调控新机制
干细胞是全能型的,可以分化成任何一种细胞,而干细胞中的Oct4蛋白质起着调控作用,决定干细胞是继续分化成其他特殊细胞,还是保持干细胞的多功能性。通过化学途径可以改变Oct4蛋白质,从而决定干细胞的命运。德国马普分子生物医学所所长汉斯·施勒和美国宾西法尼亚大学研究人员共同发现了一个Oct4蛋白新的调控机制,一种特殊的蛋白质可以和干细胞标记结合,从而延长蛋白质的生命和增强读取基因信息的功能。这项新发现被刊登在最新一期的《生物化学杂志》上。

施勒介绍说,干细胞的多功能程度是有限的,它既可以发展成不同组织的细胞 ,也可以发展成肿瘤细胞,其发展方向在很大程度上受Oct4蛋白质影响。施勒和美国宾西法尼亚大学的同事在合作研究中发现,Oct4能与基因中的转录因子结合,通过这种方式使干细胞保持其多能性,并使干细胞仅向一个方向发展。科学家认为,Oct4可以有不同的作用机制,在和转录因子结合期间,一些小分子的结合会导致蛋白质的化学变化。研究表明,所谓的SUMO蛋白质和转录因子有很强的结合倾向,并以此改变其功能。

他们的实验显示,SUMO-1(4种SUMO蛋白的一种)可以结合到Oct4蛋白上,从而延长了Oct4的生命。他们把SUMO1和Oct4蛋白注入活性干细胞中,用显微镜观察荧光抗体来检测,发现这两种蛋白质分子互相结合在一起。研究人员又分析了SUMO-1蛋白质结合点的位置,有目的地使Oct4可能的结合点失效,人为地使118号赖氨酸作为结合点。由于这个点在DNA结合点附近,结果发现,SUMO-1和Oct4的结合体能更加有效地结合到DNA上。

研究人员还发现,Oct4和SUMO-1蛋白质的结合体可以更好地操纵转录启动因子,SUMO-1不仅改善Oct4蛋白质功能,并且延长Oct4的寿命。在两种蛋白质注入活细胞16小时后,结合蛋白质形态比未结合形态多4倍。换言之,通过结合到Oct4上,SUMO-1调控干细胞内Oct4的含量,并由此决定干细胞是向正常方向还是向肿瘤方向分化,这个发现很可能对肿瘤治疗有所帮助,特别是对于高Oct4蛋白质浓度造成的肿瘤。
返回“生命科学”