随着时间的流逝,我们变老,许多细胞需要自我补充。它们是通过分裂成新的细胞来实现的:心脏细胞、皮肤细胞等等。
但是当细胞继续分裂并产生新的细胞时,它们就会失去母细胞的一些信息。最终,他们可能丢失了太多的原始信息,导致基因组结构恶化,这使得新细胞无法胜任其工作。他们甚至可能会做一些无端的事情,比如分裂过多,变成癌症细胞。
由于细胞随着时间的推移会丢失重要信息,科学家们想了解细胞是如何复制信息的。如果科学确实了解这一点,我们将能够使细胞比现在更好地保存自己,并能够减缓衰老,甚至可能对抗癌症。
在国际公认的《细胞》杂志上发表的一项新研究中,哥本哈根大学的研究人员发现了一种未知的细胞分裂时如何“记住”自己的身份的机制,即所谓的表观遗传记忆。
通讯作者兼Anja教授表示:“一旦我们完全理解了这一机制,它将有助于对抗癌症和衰老。它是维持我们身体中每个细胞功能的惊人复杂网络的一部分。如果我们破坏了这一机理,我们可能会使细胞忘记其身份,这可能有助于将其转变为其他类型的细胞,这对再生医学很有用。”诺和诺德基金会蛋白质研究中心的格罗斯。
“既然我们已经发现了这种新的调控水平,下一步就是要详细了解它并描述它的全部生理作用。因为在靶向或改变任何细胞过程之前,我们首先需要了解它的分子机制。在这里,我们正在为调节细胞如何复制表观遗传景观铺平道路。我们已经投入了巨大的努力Anja Groth表示:“表观基因组编辑和表观遗传复兴是一个新兴的热门话题,我们的工作将为这些正在进行的发展提供素材。
生命之书
从技术上讲,该团队发现的新机制被称为H2A-H2B介导的表观遗传记忆。要了解这种机制的作用,请将我们的基因组想象成一本食谱书。这本书描述了细胞类型、器官和组织的所有配方。
正如最初所描述的,每种细胞类型使用正确的信息组合(即配方)是非常重要的。因为如果他们积累了太多错误或不完整的信息,细胞可能会失去功能和/或癌变。
回到食谱书。在本书中,有彩色书签,确保每个单元格使用前面提到的正确配方组合,以成为正确的单元格类型。这些书签是表观基因组的重要组成部分。
但当细胞分裂时,尽快引入书签是一个挑战,这可能会侵蚀细胞的“身份”,导致衰老和癌症。为了应对这一挑战,细胞使用另一种类型的书签——便利贴——作为快速跟踪系统,将书签保持在适当的位置,并确保使用正确的食谱。
这项研究的第一作者PostdocValentinFlury解释说,研究团队在这篇新论文中发现了这一即时通讯系统。
他说:“我们已经确定了便利贴的分子基础。从技术上讲,所确定的机制有助于在细胞分裂过程中保持表观遗传细胞记忆。我们通过证明组蛋白H2A-H2B的表观遗传信息在DNA复制过程中是局部且准确地传递的,并且随后有助于提供组蛋白H3和H4的正确信息。”。
Valentin Flury在诺和诺德中心的蛋白质研究,说:“对于表观遗传学和染色体复制领域来说,认识到我们有几层记忆信号,它们共同允许细胞在细胞分裂过程中维持其功能,这一点非常重要。它强调了在我们身体的每个细胞中起作用的迷人而复杂的网络,指导发展,对抗癌症和衰老。”。