胚胎干細胞多能性——高文獻解讀
來源/作者:普拉特澤生物-醫(yī)學(xué)整體課題外包
最近小編跟《Molecular Cell》雜志杠上了,作為《Cell》的子刊,刊出的文章對于基礎(chǔ)研究實在很有學(xué)習和借鑒意義。
Q:這么愛學(xué)習,為什么不去看主刊?
A:你以為我不想,那是小編這種才情與智慧能看得懂的嗎???!
話說回來,都CNS、CNS的講,但《Cell》是生物學(xué)專刊,《Nature》《Science》是綜合期刊,C雖然分值當下不敵N/S,但在生物專業(yè)領(lǐng)域的影響力和認可度要高于NC。
Cell在一個細胞里面講故事,Nature,Science則關(guān)心全宇宙的自然和科學(xué)。
話不多說上文章!
譯:p53負調(diào)節(jié)lncRNA-PRESS1通過干擾SIRT6介導(dǎo)抑制的H3K56去乙?;饔脵C制從而保護胚胎干細胞多能性
從標題看,該文涉及不少熱點話題:
?LncRNA
?組蛋白去乙?;?/span>
?胚胎干細胞(也對復(fù)發(fā)癌癥中腫瘤干細胞的功能有預(yù)測作用)
老規(guī)矩,奉上思路圖。
本文Highlights:
1、p53在人胚胎干細胞分化過程中抑制LncPRESS1表達。
2、LncPRESS1控制著有利于胚胎干細胞多能性的轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)。
3、LncPRESS1可作為誘餌來限制多能性基因啟動子的SIRT6活性。
4、LncPRESS1可通過維持高乙?;絹砜刂迫伺咛ジ杉毎亩嗄苄?。
說人話就是:
p53可結(jié)合于LncPRESS(一個被作者命名的受p53調(diào)節(jié)的胚胎干細胞特異性的lncRNA合集)的啟動子區(qū),抑制lncPRESS的表達。其中,LncPRESS1是組蛋白去乙?;D(zhuǎn)移酶SIRT6的“分子支架”,可募集SIRT6并將SIRT6與選擇性基因位點隔離,以維持H3K9和H3K56的高乙?;剑U吓咛ジ杉毎亩嗄苄?。
先針對不太了解胚胎干細胞的小可愛們解釋一下:
【人胚胎干細胞(hESC)】是從人類早期胚胎內(nèi)細胞團分離出來的高度未分化的多能性細胞,具有無限增殖的能力,并經(jīng)過有道可分化為不同類型的組織細胞。因此,人胚胎干細胞做作為立項的實驗材料而應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、藥學(xué)等方面的研究。
【組蛋白修飾】包括組蛋白的甲基化、乙?;⑷ヒ阴;?/span>修飾,及其它修飾如:泛素化、磷酸化,和ADP核糖基化等。在人胚胎干細胞自我更新和分化中起著舉足輕重的作用。
【組蛋白乙?;腿ヒ阴;?/span>組蛋白乙酰化和去乙?;?,分別由組蛋白乙酰基轉(zhuǎn)移酶(HAT)和去乙?;D(zhuǎn)移酶(HDAC)催化完成。HAT將乙酰輔酶A(acetyl-CoA)的乙?;D(zhuǎn)移至核心蛋白氨基酸末端中特定的賴氨酸殘基上,中和其電荷,使核小體DNA更容易接近于轉(zhuǎn)錄因子,而HAT充當轉(zhuǎn)錄輔激活因子,發(fā)揮基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的作用。而HDAC則發(fā)揮了與HAT相反的作用,將乙?;鶑暮诵牡鞍啄┒速嚢彼釟埢限D(zhuǎn)出,達到去乙?;哪康摹?/span>
【SIRT6】本文所研究的SIRT6,屬于HDAC成員中的一種,是Sirtuin蛋白家族第6號成員,被公認為可將3號組蛋白K56和K9的賴氨酸殘基上的乙?;鶊F轉(zhuǎn)出,有去乙?;δ?/span>。其在正常細胞中的功能常與細胞分化、衰老有關(guān);在腫瘤細胞中,常與應(yīng)激下的細胞內(nèi)炎癥反應(yīng)、糖酵解、脂代謝等有關(guān)。
Background:
胚胎干細胞在分化過程中通過染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化,可以引發(fā)特定基因表達程序的表觀遺傳調(diào)控。但染色質(zhì)改變與譜系特異性表觀遺傳程序的執(zhí)行之間的聯(lián)系機制目前還是未知的。
參與胚胎干細胞功能的一個關(guān)鍵的組蛋白翻譯后修飾是組蛋白H3上的K9和K56位點的去乙酰化是由SIRT6介導(dǎo)的,以抑制OCT4、SOX2、αNANOG的表達,并促進胚胎干細胞的分化。然而,限制胚胎干細胞中SIRT6活性以維持H3K56ac/K9ac多能性的機制尚未闡明。
腫瘤抑制因子p53積極參與人和小鼠胚胎干細胞的分化,目前對胚胎干細胞中p53功能的研究主要集中在確定p53介導(dǎo)的蛋白編碼基因的調(diào)控上,對非編碼基因的研究較少。
Results:
Fig 1:P53在胚胎干細胞分化過程中對多個lncRNA的表達進行調(diào)控
作者通過干擾p53與對照組的RNA測序結(jié)果分析,成功得到了52501個轉(zhuǎn)錄本。篩選得到了275個在胚胎干細胞分化過程中有差異表達的LncRNAs。而表現(xiàn)出受p53調(diào)控的有102個。
由于p53在維甲酸誘導(dǎo)處理的胚胎干細胞中被激活,而p53抑制的LncRNA轉(zhuǎn)錄本可能具有多潛能特異性調(diào)節(jié)功能。因此,作者將這些LncRNAs統(tǒng)稱為LncPRESS(Lnc p53 regulated andESC specific)。
蛋白質(zhì)編碼基因的譜系特異性表達與細胞狀態(tài)變化過程中改變的特定表觀遺傳背景相關(guān)系,作者將LncRNA圖譜與人類胚胎干細胞中的活性(H3K4me3)和抑制性(H3K27me3)組蛋白標記進行了整合,發(fā)現(xiàn)基因組范圍內(nèi)的組蛋白修飾平均發(fā)生在lncRNA TSS(轉(zhuǎn)錄起始位點)上游和下游3.5 kb處。在可被p53激活的LncRNA中,H3K27me3在LncRNA TSS上下游共7kb區(qū)域內(nèi)的表達顯著減少,而H3K4me3的增加。而可被p53抑制的lncRNAs的TSS下游H3K27me3的低水平?jīng)]有變化。