基因

首页 » 常识 » 诊断 » GATA3基因干细胞的分院帽,很早就
TUhjnbcbe - 2025/2/18 18:26:00

本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。

在著名的魔幻小说《哈利波特·魔法石》中提到,所有入读霍格沃茨魔法学校的新生,都会被安排参加一个分院仪式。新生们逐个戴上分院帽,分院帽会将他们分到不同的学院,格兰芬多,斯莱特林或拉文克劳……

在人类的胚胎发育中也有这么一顶“分院帽”,那是一段重要的基因,叫GATA3基因。在最近发表于《细胞干细胞》(CellStemCell)杂志上的一项新研究中,来自弗朗西斯·克里克研究所(FrancisCrickInstitute)的科学家们发现,在这种基因的作用下,胚胎干细胞意外地提前分化,不可逆转地分化成体内多种细胞类型中的一种。

我们的生物学历史可以追溯到一小群叫做胚胎干细胞的细胞,这些细胞通过细胞分裂,产生专门在身体中发挥特定作用的细胞,这一过程被称为分化。人类体内的“学院”也真够多的,多“所”,GATA3基因这顶“分院帽”要将最原始的干细胞分到不同的“学院”。

了解胚胎干细胞何时和如何分化,可以深入了解细胞的健康分化,以及细胞如何“记住”它们是什么类型的细胞。因为当细胞“忘记”它们的身份并转变成错误的类型时,这个过程可能会出错,最终导致癌变。

研究人员表示,这是新发现的GATA3基因被激活的结果,他们称这种基因为“早期承诺基因”。克里克定量细胞生物学实验室的研究小组负责人西尔维娅·桑托斯(SilviaSantos)说:“通过干细胞和数学模型的研究,我们发现了这种新的基因,它们负责调节人类发展的早期阶段之一。”

一旦这种基因被激活,干细胞就需要几分钟才能完全分化。这一过程的速度令人难以置信,特别是如果你考虑到分化的最初迹象,即胚胎发育到第一个胚胎胚层,大约需要三天时间。这些层最终会在几个星期后产生生长中的胎儿的所有组织。当GATA3这个基因在实验室被实验性激活时,胚胎干细胞很快就开始分化。另一方面,当这个基因被删除时,这个过程是缓慢的,而且分化的方向并不准确。

GATA3对干细胞的健康、及时分化至关重要。一旦启动,这个基因就会触发一个正反馈回路,帮助它保持活跃。反过来,这可以确保细胞保持分化,并且不会逆转回干细胞状态。

科学家们必须对此有更多的了解,因为细胞的健康功能是由细胞在分化过程中如何获得和记忆其身份的过程所支撑的。这种对人类早期发展的有价值见解,可能为研究这一过程出错时发生的疾病开辟新的途径。

就像《哈利波特》中霍格沃茨的分院帽一样,它必须将具有不同潜力、性格或品格的新生分到合适的学院,这样才有助于他们的成长。GATA3基因也必须将干细胞准确无误地分化称特定类型的细胞,这样才能形成一个完整的人体结构。

1
查看完整版本: GATA3基因干细胞的分院帽,很早就