多能干细胞的稳态调控机制有助于解决基因组变异问题

多能干细胞的稳态调控机制有助于解决基因组变异问题。

多能干细胞是个体发育的基础，是再生医学的重要种子细胞之一。10月27日，记者从中国科学院昆明动物研究所获悉，该研究所的一项新研究揭示了多能干细胞维持基因组稳态的新机制。著名的国际期刊《自然通讯》发表了这一成果。

由于其特殊的发育状态，多能干细胞的基因组高度稳定。虽然多能干细胞比分化细胞具有更强的维持基因组稳态的能力，但大量扩增培养、持续的DNA复制和特殊的细胞周期往往导致基因组变异，破坏其分化潜能，产生致瘤风险，成为多能干细胞走向临床应用的首要障碍。研究多能干细胞维持基因组稳态的特殊机制，有助于解决应用中大量扩增和培养导致的基因组变异问题，可为研究胚胎发育失败或体内缺陷提供新思路。

昆明动物研究所课题组郑平长期研究多能干细胞的基因组稳态特征和独特调控机制。在前期工作中，鉴定了多能干细胞基因组的两个稳态特异性关键调控蛋白因子，并阐述了它们的作用机制和重要生理功能。

长链非编码RNA可以通过相变有效增强蛋白质因子的浓度，从而显著提高工作效率。研究人员推测，多能干细胞可能有一些特异性表达的长链非编码核糖核酸，在基因组稳态的有效调节中发挥重要作用。为此，研究人员对小鼠胚胎干细胞进行不同种类的DNA损伤处理，结合转录组测序技术，筛选出10多种针对损伤处理而表达的干细胞特异性长链非编码核糖核酸。深入分析其功能和机制后发现，维持多能干细胞的基因组稳定性非常重要。长链非编码RNA与核蛋白结合，从而提高游离微调复制蛋白的含量。同时在神经干细胞、精原干细胞等成体干细胞中也广泛表达，提示其具有重要的生理功能。

研究人员还构建了基因敲除小鼠，发现物种保守的长链非编码RNA的基因敲除可导致新生儿死亡和神经发育异常，这些表型主要是体内DNA损伤引起的严重炎症反应所致。这项研究揭示了一种关键的脱氧核糖核酸代谢调节剂，并为理解癌症治疗中的化学抗性提供了新的线索。