
胚胎干細胞多能性——高文獻解讀
2021-05-24 14:33:41
來源/作者:普拉特澤生物-醫學整體課題外包
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研究實在很有學習和借鑒意義。
Q:這么愛學習,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,但在生物專業領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則關心全宇宙的自然和科學。
話不多說上文章!
譯:p53負調節lncRNA-PRESS1通過干擾SIRT6介導抑制的H3K56去乙酰化作用機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(也對復發癌癥中腫瘤干細胞的功能有預測作用)
老規矩,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錄網絡。
3、LncPRESS1可作為誘餌來限制多能性基因啟動子的SIRT6活性。
4、LncPRESS1可通過維持高乙酰化水平來控制人胚胎干細胞的多能性。
說人話就是:
p53可結合于LncPRESS(一個被作者命名的受p53調節的胚胎干細胞特異性的lncRNA合集)的啟動子區,抑制lncPRESS的表達。其中,LncPRESS1是組蛋白去乙?;D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的高乙酰化水平,保障胚胎干細胞的多能性。
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用于醫學、生物學、藥學等方面的研究。
【組蛋白修飾】包括組蛋白的甲基化、乙酰化、去乙酰化修飾,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?;腿ヒ阴;謩e由組蛋白乙?;D移酶(HAT)和去乙?;D移酶(HDAC)催化完成。HAT將乙酰輔酶A(acetyl-CoA)的乙酰基轉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更容易接近于轉錄因子,而HAT充當轉錄輔激活因子,發揮基因轉錄調節的作用。而HDAC則發揮了與HAT相反的作用,將乙?;鶑暮诵牡鞍啄┒速嚢彼釟埢限D出,達到去乙酰基的目的。
【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;在腫瘤細胞中,常與應激下的細胞內炎癥反應、糖酵解、脂代謝等有關。
Background:
胚胎干細胞在分化過程中通過染色質結構的變化,可以引發特定基因表達程序的表觀遺傳調控。但染色質改變與譜系特異性表觀遺傳程序的執行之間的聯系機制目前還是未知的。
參與胚胎干細胞功能的一個關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?;怯?/span>SIRT6介導的,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介導的蛋白編碼基因的調控上,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的表達進行調控
作者通過干擾p53與對照組的RNA測序結果分析,成功得到了52501個轉錄本。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。而表現出受p53調控的有102個。
由于p53在維甲酸誘導處理的胚胎干細胞中被激活,而p53抑制的LncRNA轉錄本可能具有多潛能特異性調節功能。因此,作者將這些LncRNAs統稱為LncPRESS(Lnc p53 regulated andESC specific)。
蛋白質編碼基因的譜系特異性表達與細胞狀態變化過程中改變的特定表觀遺傳背景相關系,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,發現基因組范圍內的組蛋白修飾平均發生在lncRNA TSS(轉錄起始位點)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區域內的表達顯著減少,而H3K4me3的增加。而可被p53抑制的lncRNAs的TSS下游H3K27me3的低水平沒有變化。