细胞记忆之谜的新篇章

哥本哈根大学的研究人员利用一种新的突破性技术，设法确定了一种蛋白质，它负责细胞分裂时传递的细胞记忆。这一发现对于理解从一个细胞到一个整体的发育至关重要。

我们体内的细胞在整个生命中不断分裂。但细胞如何记住是否发育成皮肤，肝脏或肠道细胞?这个问题困扰了科学家多年。现在，哥本哈根大学健康与医学科学院和科学院的科学家们已经更加接近了解这一过程。

他们开发了一种技术，可以对所谓的表观遗传细胞记忆提供新的见解。利用这项名为SCAR-seq的新技术，研究人员已经能够解决当DNA复制和细胞分裂时，组蛋白中存储的表观遗传信息是如何传播的。这项新研究刚刚发表在“科学”杂志上。

“我们开发了一种新的工具来研究基于蛋白质的信息的传播，以及它如何促进哺乳动物细胞的表观遗传记忆。我们第一次可以看到哪两种蛋白质在形成的两条新的DNA链上当DNA在细胞分裂过程中被复制时，我们现在可以研究基于蛋白质的信息如何被遗传并传播到子细胞。“

“这是我们第一次有直接证据证明特定蛋白质将组蛋白表观遗传信息的传递与DNA中遗传信息的复制联系起来。我们知道基于组蛋白的信息必须传递给两个新的DNA链。不管怎么说，但我们不知道怎么做，“哥本哈根大学生物技术研究与创新中心教授，该研究的共同作者Anja Groth说。

在人体细胞内，我们的DNA被组蛋白蛋白包裹着。它们一起形成一种称为染色质的结构。当细胞分裂时，准确复制DNA和整个染色质结构是至关重要的。染色质存储影响哪些基因表达的表观遗传信息。也就是说，我们细胞中的表观遗传信息有助于控制哪些基因“开启”和“关闭”。

MCM2负责组蛋白与子细胞的正确分离

在新研究中，研究人员研究了小鼠的胚胎干细胞。SCAR-seq的开发使研究人员能够鉴定一种蛋白质，该蛋白质负责在复制过程中将组蛋白从旧的DNA链转移到两条新的DNA链：MCM2。

研究人员已将MCM2长期存在于其工作模型中，但在开发SCAR-seq技术之前无法确定其确切的功能。

“在DNA复制过程中，组蛋白质与化学修饰的转移是否完全随机是一个反复出现的问题。在我们的研究中，我们发现它不是随机的，而是一个高度控制的过程。我们的数据显示组蛋白有偏好对于一条DNA链，即所谓的前导链，但MCM2抵消了这种偏倚，并确保两条新的DNA链之间几乎是对称的，即基于组蛋白的信息的均匀分布。

“当我们破坏这种机制时，所有基于组蛋白的信息都被转移到一条DNA链，即前导链，而不是另一条链条。这意味着MCM2的这种功能对于两条新的DNA链接受是必不可少的。存储在组蛋白中的相同信息，“该研究的共同作者，哥本哈根大学生物系助理教授Robin Andersson说。

研究人员还不知道当确保组蛋白正确分离的MCM2功能被破坏时，胚胎细胞形成其他细胞类型的能力是如何受到影响的。这意味着这些细胞是否仍然可以促成整个小鼠的形成。科学家们经常讨论组蛋白信息对细胞身份和细胞命运决定的重要性。这将是研究人员将要研究的下一个问题。

“了解子细胞如何从母细胞中继承组蛋白及其修饰的机制的第一部分具有很大的潜力。现在，我们可以开始解决这种基于蛋白质的信息转移对细胞和细胞的实际意义。有机体的发展。这是我们的长期观点，“Anja Groth教授说。

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