Cell：发现使神经细胞走上正道的一种关键蛋白

佚名

具有相同基因组的胚胎干细胞能够生长成完全不同的组织，如心脏、骨骼和大脑。曾经，研究人员相信不同细胞类型间的差异源自发育细胞内的不同套基因的开启。接着，一些研究表明成熟的神经元尤其缺少一种能够永久关闭神经元基因的蛋白——身体的其他细胞都具有这种蛋白。

现在，研究发现前神经细胞含有这种相同的抑制性蛋白。事实上，这种蛋白能指导这种将一个胚胎干细胞变成一个成熟神经细胞的复杂基因网络。这项研究的结果公布在5月20日的Cell杂志上。

新的研究追踪了一套与干细胞分化成神经元有关的基因，而且还揭示出了干细胞保持发育可塑性机制的基础细节。

霍华德休斯医学院的Nurit Ballas领导的这项研究将促进以了解修复脊椎损伤或替代功能障碍脑细胞为目的的干细胞研究。

这项研究的焦点在一种叫做REST（全称为RE1-silencing transcription factor）的蛋白身上。这种蛋白在10年前被Mandel研究组和霍华德休斯的David J. Anderson领导的研究组分别独立发现。Mandel用REST代表这种蛋白以描述它沉默神经基因的机制。此后，研究人员发现REST通过抓住DNA并与其他分子粘着来锁定其他细胞中的神经元基因。

新的研究发现REST利用一种不同的瞬时关闭机制来指导神经元的发育。这项研究表明保持REST调节的基因受到抑制的途径不止一种。与其他细胞中紧密包裹的神经基因相比，REST使胚胎干细胞和前神经元中的染色质处于敞开的状态并且调节基因的活动。

REST使这种“刹车”处于开启状态，直到一个触发器告诉胚胎干细胞它制造一个神经元的确切时间。然后，这个细胞通过在三个不同的阶段移除REST来开启一套调整神经系统发育的基因的表达。

REST工作时候是整体性的：一次能与约1000个基因的起点结合。Mandel推测，分化中的神经元的REST的逐渐损失或许编排了一种精确的对不同水平的REST敏感的序列。

REST是一个研究起来非常困难的基因，因为利用敲除技术创造的这种基因的缺陷小鼠在出生前就会死亡。而胚胎干细胞为Mandel提供了一种解决这个问题的方法。更出乎意料的是，他们还揭示出了干细胞保持可塑性的基本途径（记者杨淑娟）。