翻译与代谢的相互调控是细胞可塑性的基础。胚胎早期发育可分为着床前和着床后两个阶段,对应体外培养时两种稳定且可互相转变的多能性干细胞状态:原始态(Naïve)与始发态(Primed)。早期发育与多能干细胞命运在表观遗传、转录、代谢等层次已有研究,而在翻译阶段,此前主要聚焦于已知蛋白的翻译,基因组中是否存在未被挖掘的“暗物质蛋白”调控代谢与早期发育尚不明确。
基因组中大量“非编码区”曾被视作 “暗物质”。近日,中国科学院广州生物医药与健康研究院科研团队,揭示了PLUM新蛋白掌控着干细胞命运的“开关”, 是迄今为止少数能实现“决定性诱导”的细胞因子之一。
团队利用核糖体测序技术发现,在Primed多能干细胞中,Lin28b的5’UTR区特异性翻译产生微蛋白PLUM,且呈胞质点状聚集分布。研究通过构建基因敲除模型证实,PLUM缺失会使Primed多能干细胞以近100%效率转变为Naïve状态,导致胚胎着床明显受损,这表明PLUM对多能干细胞命运具有决定性作用。
机制研究表明,PLUM与RNA结合蛋白L1td1直接互作,调控其胞质凝聚体和相分离,进而改变其结合的下游RNA,使Tfcp2l1、Zfp42等Naïve多能性基因的RNA稳定性提高,进而激活氧化磷酸化基因表达。同时,PLUM缺失也破坏了细胞中负责mRNA降解的P颗粒,其中富集编码线粒体复合物I和V的基因mRNA,提示PLUM可能通过P颗粒组装调控线粒体功能。
研究进一步证明,PLUM缺失会导致小鼠胚胎着床失败,这说明它在生命最初阶段扮演着不可或缺的角色。同时,机制研究将“RNA调控—相分离—线粒体代谢”三者串联,揭示了细胞质事件如何反向决定细胞核的多能性状态。该研究为理解多能干细胞命运决定提供了新视角,也为优化多能干细胞状态、改善辅助生殖胚胎质量提供了新的理论基础与潜在干预靶点。
相关研究成果发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会等的支持。
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研究发现新“暗物质蛋白”作为胚胎发育命运的细胞质“开关”
中新社北京11月7日电(记者梁晓辉)中国人力资源和社会保障部部长王晓萍7日在北京表示,加强高校一流师资引育,重点是加 11日,记者从中国科学技术大学获悉,该校中国科学院微观磁共振重点实验室彭新华教授、江敏副教授等,利用量子精密测量技术在 当地时间11月1日,教育部副部长陈杰在巴西福塔莱萨出席二十国集团(G20)教育部长会议和2024年全球教育会议期间,会见英国教育部国务大臣雅基·史密斯。双方就尽快重启中英教育部长级磋商机制达成一致,并同意在此基础上探 新华网北京11月14日电 今日,教育部举办新闻发布会, 教育部职业教育与成人教育司司长彭斌柏介绍了我国职业教育改革发展的总体情况。彭斌柏介绍,党的十八大以来,在以习近平同志为核心的党中央坚强 办好学前教育、实现幼有所育,关系亿万儿童健康成长,关系千家万户的切身利益,关系国家和民族的未来。在以中国式现代化全面推进教育强国建设的新征程上,颁布学前教育法,标志着学前教育进入“有专门 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 魏海政 通讯员 唐立宁)近日,山东省优秀课程设计研讨会在济宁市召开,会议旨在落实教育部《基础教育课程教学改革深化行动方案》,促进国家课程方案向学校课程实施 。本文链接:研究发现新“暗物质蛋白”作为胚胎发育命运的细胞质“开关”http://www.sushuapos.com/show-12-2212-0.html
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