生命起始于精子与卵子相遇的刹那,当两者相遇时,还发生了一个很神奇的事件,那就是细胞重编程。研究发现小鼠早期胚胎中母源和父源基因组在单细胞的受精卵阶段均会发生大规模的DNA主动和被动去甲基化,从而建立起早期胚胎的发育全能性。随着胚胎的发育,干细胞逐渐分化成各种终末分化细胞,其在丧失多能性的同时,也建立了各种特异的DNA甲基化模式。
之前人们一直认为干细胞的分化是单向的,即从干细胞到分化细胞,但核移植的成功彻底颠覆了这个概念,去核的卵母细胞居然能够让终末分化的体细胞重新恢复多能性,核移植获得的个体就是对其多能性最彻底的证明。
核移植虽然更新了人们对细胞分化的认识,但因其操作过程离不开卵子,所以大家在惊叹的同时仍有些许的遗憾。就在这种遗憾中,IPS横空出世了,大家没有想到的是重编程这么神秘的事件居然可以通过四个转录因子来实现。
IPS的简易性给了人们无限的想象空间,未来的动物育种,甚至人类繁衍都可能有它的一足之地。不知道吴承恩先生在创作时有没有想到悟空的猴毛复制战术在未来的某一天居然会走向现实。
当人们还没从IPS的震撼中走出来的时候,一个更让人惊讶的细胞重编程技术出现了,那就是STAP,这个83年的日本美女科学家在今年着实火了一把,亚致死量的外界刺激,例如弱酸环境,就可以将哺乳动物的体细胞重编程为多能细胞,这太让人难以淡定了,但最终的结局证明这不过是一场闹剧,以其导师自杀,单位名誉受损结束。而这个多少让人有些叹息的结局,也让人重新来审视重编程。
综合来说,细胞的重编程有几个有趣的地方,
1、如何触发,包括精卵相遇,核移植或过表达转录因子,是如何诱发基因组去甲基化的?
2、如何建立,去除甲基化后的细胞,是如何一步步建立细胞特异性修饰模式的?
3、如何维持。终末分化的细胞是如何维持其特异性的甲基化模式的?
我想起了三个故事,
1)半滑舌鳎在生活史中会发生性逆转,而其性逆转过程中,基因组的甲基化模式也会发生相应的转变,环境变化是如何诱发这一过程的?
2)白色脂肪组织在冷刺激的时候会生成/(还是变为)棕色脂肪细胞,存在重编程过程吗?
3)今年的国家基金中有两项STAP的研究,怎么收场呢?
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