物理意义上的基因沉默在胚胎干细胞“一级防范禁闭状态”

Babraham研究所的研究人员已经发现了一种强烈的物理基因相互作用网络,负责控制基因沉默在早期发展。以同样的方式,人们可以在近距离与他人互动,说在同一个房间,或其他数百万英里的距离,也有短期和长期的相互作用在基因组内形成一个三维配置在基因组的不同部分相互接触。这项研究公布在网上自然遗传学,提出了关键决策指定胚胎的基因蓝图后续发展身体聚集在胚胎干细胞的细胞核和维护处于沉默状态。

不同的细胞类型形成胚胎来自胚胎干细胞(的ESCs)。这些细胞自我更新和维护处于未分化状态意味着他们有潜力成为任何细胞在体内。成为一个特定的细胞类型,胚胎干细胞进步发展途径,失去干细胞特征和获得新特性。在基因组水平上,假设一个专门的细胞身份反映了适当的开关发育的基因。相反,保持干细胞的身份需要发育基因的镇压。

使用新技术开发Babraham研究所(启动子捕获高c),研究人员发现异常发育基因的ESCs的强大的3 d网络。这些基因编码的蛋白质建立胚胎的身体直接器官发展计划。ESC,你不想要这些指令被阅读在这个阶段,为了防止这种情况,都聚集在一起,沉默的基因。研究表明,这种压抑是一种蛋白质复杂的核心叫Polycomb专制复杂(PRC1),主调节器的ESC基因组结构。因此,研究建立一种机制,由物理相互作用的特定基因和PRC1,这有效地保存基因处于沉默状态。这可以防止他们表达的ESCs所以确保维护未分化状态。

研究人员提出,从这个网络会导致基因的选择性释放他们的表达,从而控制早期发展决策,开始沿着道路的干细胞成为一个细胞类型定义。最后,放松管制的Polycomb配合物已被证明是一些癌症和发育障碍的原因强调的重要性理解Polycomb-mediated基因镇压在发展和疾病。

莎拉Elderkin博士组长研究所核的动力学研究项目和作者自然遗传学纸说:“分析的全基因组连接22225启动子在小鼠胚胎干细胞的基因组允许我们确定一个子集的近100启动子形成最强的交互网络在整个基因组。这是令人兴奋的,因为这个子集的成员编码早期发育监管者定义胚胎干细胞将成为什么。本研究揭示的机制如何预防和不恰当的发育基因的表达也建议如何基因摆脱这种沉默为了正常的胚胎发育。”