上海生科院揭示組蛋白乙醯化在人胚胎幹細胞神經分化中的不同功能

2020-11-29 中國科學院

上海生科院揭示組蛋白乙醯化在人胚胎幹細胞神經分化中的不同功能

2014-12-26 上海生命科學研究院

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　　組蛋白的表觀遺傳修飾以一種高度動態的變化過程來調節基因表達和生命活動。然而在人類的中樞神經系統發育和神經命運決定過程中，組蛋白（K3K9）乙醯化作為基因開放表達的分子標記，如何參與細胞的神經命運決定目前仍不清楚。

　　12月17日，國際學術期刊The Journal of Biological Chemistry 在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所景乃禾研究組的一項工作，研究人員利用人胚胎幹細胞體外神經分化作為研究模型，發現H3K9乙醯化在從多能性的人胚胎幹細胞分化到神經幹細胞過程中呈現一個先降低後升高的動態變化過程，並據此將人胚胎幹細胞神經分化劃分為兩個階段：幹細胞多能性的丟失和神經命運的決定兩個過程。利用去乙醯化酶抑制劑阻斷乙醯化的下調，抑制神經細胞的產生而使全能性基因維持高表達狀態；而在神經命運決定階段利用去乙醯化酶抑制劑上調組蛋白乙醯化，則促進神經幹細胞的產生。這些結果提示H3K9乙醯化在人胚胎幹細胞多能性維持和神經命運決定中具有不同的功能。

　　ChIP-seq實驗發現H3K9乙醯化在胚胎幹細胞中主要分布在全能性相關基因的啟動子區域，而該修飾在神經幹細胞中則主要分布在神經發育相關調控因子的啟動子區域，從而證明H3K9乙醯化在人胚胎幹細胞和神經前體細胞中具有不同的下遊靶基因。研究組也對組蛋白去乙醯化酶的功能進行鑑定，發現HDAC3和HDAC1/5/8在人胚胎幹細胞神經分化的不同階段發揮不同的功能。

　　該工作得到了國家科技部、國家基金委、中科院以及上海市科委經費的支持。

 

上海生科院揭示組蛋白乙醯化在人胚胎幹細胞神經分化中的不同功能

　　組蛋白的表觀遺傳修飾以一種高度動態的變化過程來調節基因表達和生命活動。然而在人類的中樞神經系統發育和神經命運決定過程中，組蛋白（K3K9）乙醯化作為基因開放表達的分子標記，如何參與細胞的神經命運決定目前仍不清楚。
　　12月17日，國際學術期刊The Journal of Biological Chemistry 在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所景乃禾研究組的一項工作，研究人員利用人胚胎幹細胞體外神經分化作為研究模型，發現H3K9乙醯化在從多能性的人胚胎幹細胞分化到神經幹細胞過程中呈現一個先降低後升高的動態變化過程，並據此將人胚胎幹細胞神經分化劃分為兩個階段：幹細胞多能性的丟失和神經命運的決定兩個過程。利用去乙醯化酶抑制劑阻斷乙醯化的下調，抑制神經細胞的產生而使全能性基因維持高表達狀態；而在神經命運決定階段利用去乙醯化酶抑制劑上調組蛋白乙醯化，則促進神經幹細胞的產生。這些結果提示H3K9乙醯化在人胚胎幹細胞多能性維持和神經命運決定中具有不同的功能。
　　ChIP-seq實驗發現H3K9乙醯化在胚胎幹細胞中主要分布在全能性相關基因的啟動子區域，而該修飾在神經幹細胞中則主要分布在神經發育相關調控因子的啟動子區域，從而證明H3K9乙醯化在人胚胎幹細胞和神經前體細胞中具有不同的下遊靶基因。研究組也對組蛋白去乙醯化酶的功能進行鑑定，發現HDAC3和HDAC1/5/8在人胚胎幹細胞神經分化的不同階段發揮不同的功能。
　　該工作得到了國家科技部、國家基金委、中科院以及上海市科委經費的支持。
 
上海生科院揭示組蛋白乙醯化在人胚胎幹細胞神經分化中的不同功能

列印 責任編輯：冀正一

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