揭秘“先鋒”蛋白因子如何將干細胞轉化為胚胎器官？

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature Genetics上的研究報告中，來自賓夕法尼亞大學等機構的科學家們通過研究發現，在每個細胞的早期階段，名為FoxA2的關鍵蛋白或能與染色體蛋白和DNA結合，從而打開基因激活的“閘門”；相關研究發現有望幫助闡明胚胎干細胞分化發育為機體器官的分子奧秘。

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　　在胚胎發育的頭兩周內，分子信號會開始指示胚胎干細胞在體內生成什么樣的器官，比如肝臟或胰腺，這是一種復雜的精細化過程，其由所謂的“先鋒”轉錄因子所引導，這些轉錄因子能進入到每個細胞內緊密排列的DNA中，這樣其它特殊的蛋白質就能進入并激活必要的基因進行表達，然而，截至目前為止，研究人員并不清楚這些“先鋒”轉錄因子到底是如何打開DNA的。

　　研究者Kenneth S. Zaret表示，如今我們揭示了先鋒因子FoxA2抓住組蛋白并暴露DNA區域的分子機制，這或許就能允許其他特殊的調節性蛋白質進入到DNA中，并激活沉默基因網絡從而導致內部器官的形成。幾十年來，研究人員一直在研究試圖揭開這一過程，他們致力于開發新型的細胞用于移植并且試圖開發新型的組織修復技術從而來治療諸如肝臟或心臟疾病等常見問題。

　　了解了早期戒斷調節基因蛋白的工作原理或有望幫助科學家們在臨床研究和治療過程更好地理解如何控制細胞發育的過程；2002年研究人員發現了先鋒因子，隨后他們深入研究揭示了先鋒因子的功能及其在胚胎發育中所扮演的關鍵角色，這項研究中，研究人員首先利用體外遺傳技術來調查當FoxA與DNA相互作用時FoxA與染色體蛋白（組蛋白）的互作機制，他們發現，FoxA蛋白的一小片段對于蛋白質在染色質纖維上開口非常必要。

　　隨后研究人員對小鼠模型進行研究，他們剔除了小鼠機體中相同的序列來觀察是否這些改變會影響胚胎發育，結果發現，移除這些關鍵的氨基酸標記后就能明顯損傷胚胎發育，引發器官畸形（包括大腦和心臟）并導致小鼠發生死亡。研究者Zaret說道，這種非常少的蛋白質剔除/缺失或會產生非常深遠的影響，這與我們在體內研究觀察到的情況是一致的，這就讓我們非常驚訝了。

　　后期研究者還將調查FoxA和其它先鋒因子從而闡明其如何開啟染色質并與組蛋白相互作用（以FoxA的方式或其它方式）；最后研究者表示，基于當前研究結果，后期他們還將研究其它擁有這種行為的特殊蛋白，如今研究者知道FoxA2并不會單獨作用于內胚層來制造器官，他們正在進行深入研究來更好地理解不同的先鋒因子在胚胎器官發育中所扮演的關鍵角色。