弗赖堡研究小组破译了干细胞如何决定其身份

弗莱堡大学医学院的塞巴斯蒂安·阿诺德(Sebastian Arnold)教授和耶琳娜·托西奇(Jelena Tosic)教授领导的研究小组现已成功地破译了基本的分子控制机制，干细胞通过该机制决定了要转化成哪种胚胎细胞类型。尽管在体内每个细胞中都存在相同的遗传信息，但至少部分地通过选择性使用每种不同细胞类型的基因来实现。

科学家在“自然细胞生物学”杂志上发表了他们的研究结果。

胚胎的未分化干细胞要么发育成神经系统的细胞，即所谓的神经外胚层，要么发展成中胚层和内胚层的细胞，例如，许多不同类型的内部器官或肌肉都从中发育。25多年来，已知该决定受胚胎信号分子(例如TGFβ和Wnt信号)的调节。然而，到目前为止，仍不清楚这些信号如何控制细胞分化的第一个决定。在Tosic博士论文的背景下进行的这项研究表明，胚胎TGFβ和Wnt信号是通过T-box因子家族的基因调节转录因子Eomes和Brachyury传递的。这些因素负责“开启”所有中胚层和内胚层细胞的分化基因程序。同时，这些T-box因子还充当基因阻遏物，通过抑制相应的基因程序来防止神经组织的形成。这涉及细胞核中结构的改变，而不涉及遗传信息的内容。

阿诺德说：“研究结果代表了理解细胞在发育过程中如何发展其未来特性的基本机制的关键一步。”它们还允许进一步研究如何在细胞中永久编码细胞身份。