近日，細胞生物學(xué)雜志Journal of Cell Biology發(fā)表了健康所荊清課題組題為“Heterochromatin protein 1 promotes self-renewal and triggers regenerative proliferation in adult stem cells”的研究結(jié)果。該研究揭示了染色質(zhì)相關(guān)蛋白在渦蟲成體干細胞調(diào)控及再生過程中的重要作用及機制。

　　淡水渦蟲（Planarian）被切割后，身體的一部分依然能再生出一個完整的渦蟲。其強大的再生能力依賴于體內(nèi)豐富的成體干細胞（約占總細胞數(shù)目的25%）。渦蟲是zui簡單的三胚層起源的生物，超過80%的基因與高等生物同源，相關(guān)研究對于理解高等生物的干細胞調(diào)控，及神經(jīng)、肌肉、生殖、腸道等系統(tǒng)的再生機理有重要意義。近年來，渦蟲基因組測序基本完成，RNAi篩選為基因功能研究提供了工具，但其再生中的表觀遺傳學(xué)調(diào)控機理并不清楚。

　　研究組引進了通用的地中海渦蟲（Schmidtea mediterranea）單克隆品系，發(fā)展并完善了渦蟲研究平臺，形成了一定的研究特色。博士研究生曾安等結(jié)合RNAi篩選等技術(shù)，系統(tǒng)地開展了成體干細胞介導(dǎo)再生過程中染色質(zhì)調(diào)節(jié)機制的研究。通過克隆并篩選205個染色質(zhì)相關(guān)蛋白，研究人員發(fā)現(xiàn)，至少有12個染色質(zhì)相關(guān)基因參與調(diào)節(jié)渦蟲再生過程。有趣的是，渦蟲的HP1（Heterochromatin protein 1）同源基因HP1-1特異性地表達在渦蟲成體干細胞中，對再生過程中新生芽基（Blastema）的長成是必需的。當(dāng)HP1-1被敲低后，干細胞自我更新受到抑制并導(dǎo)致其過早分化。進一步研究發(fā)現(xiàn)在渦蟲受到損傷時，HP1-1與介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄延伸（Transcription elongation）的FACT復(fù)合體互作，上調(diào)增殖相關(guān)基因Mcm5的表達，從而促進損傷后渦蟲成體干細胞的增殖反應(yīng)，并起始再生過程中芽基形成。通過研究組建立的渦蟲特異性抗體、芯片及染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）等實驗手段，揭示了表觀遺傳學(xué)調(diào)控渦蟲再生的機理，并闡明了HP1-1調(diào)控干細胞行為的細胞及分子生物學(xué)基礎(chǔ)，為深入研究表觀遺傳機制調(diào)控成體干細胞及再生提供了新的切入點。曾安同學(xué)因該研究而獲得2012年Keystone symposium干細胞年會授予的Future of Science Fund scholarship。

　　該研究由國家自然科學(xué)基金、*重大科學(xué)研究計劃及*資助完成。