【遗传发育所发现干细胞谱系自我维持新机制】
细胞命运决定是发育生物学的基本问题。植物中细胞命运虽然灵活性较高，但也高度依赖于细胞谱系：即细胞经历过的状态决定当前状态和未来发育潜能。中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃课题组长期研究植物侧生分生组织的形成。侧生分生组织位于高等植物叶腋，能够形成新的生长点，与顶端分生组织具有类似的器官发生能力。形成侧生分生组织的干细胞从何而来？研究组前期工作发现，叶腋处一直维持未彻底分化的干细胞团，是侧生分生组织的前体细胞。这个干细胞谱系持续表达分生组织标志基因STM。这个干细胞谱系如何维持？该研究从正向遗传筛选突变体入手，经过一系列的分子遗传学分析，发现STM基因的自激活是维持干细胞谱系的关键。
焦雨铃研究组通过大量筛选突变体，得到一个侧芽起始具有明显缺陷的突变体，其叶腋处无法维持正常STM表达，叶腋处细胞逐步分化。因此，该突变体中导致表型的ATH1基因是维持STM表达和脱分化细胞状态的关键基因。
ATH1基因编码的转录因子，与STM所编码的转录因子存在蛋白互作。随后一系列分子生化实验表明，ATH1可以直接结合STM基因位点，并且ATH1对STM基因的激活作用显著依赖于STM蛋白本身。基于上述结果，得到一个依赖于ATH1蛋白的STM自激活调控回路。在STM自激活调控中，ATH1蛋白具有DNA结合作用，STM蛋白具有转录激活作用，ATH1-STM以复合体形式实现STM自激活调控。进一步研究发现，STM的表达维持STM位点的染色质处于开放状态，使得在后续发育中STM的表达能够进一步激活，从而形成侧生分生组织。
该研究揭示并详细阐释了一种通过关键基因的自激活维持干细胞谱系的调控回路，对于动植物中分生组织命运维持的机制研究具有很好的借鉴意义。同时，侧生分生组织活性研究对农作物产量提升也具有理论指导意义。
该成果于4月2日正式发表于Current Biology杂志，文章标题为A self-activation loop maintains meristematic cell fate for branching。焦雨铃研究组博士毕业生曹秀卫为该论文的第一作者，焦雨铃为该论文的通讯作者，王瑨、熊圆圆、杨海变、杨鸣雷、叶佩仪和英国约翰英纳斯中心的Sablowski团队也参与了本研究。该研究得到国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究项目、中科院战略重点研究项目、英国皇家学会牛顿高级学者项目和中科院-英国约翰英纳斯中心植物微生物科学卓越项目资助。
（来源：遗传与发育生物学研究所）
细胞命运决定是发育生物学的基本问题。植物中细胞命运虽然灵活性较高，但也高度依赖于细胞谱系：即细胞经历过的状态决定当前状态和未来发育潜能。中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃课题组长期研究植物侧生分生组织的形成。侧生分生组织位于高等植物叶腋，能够形成新的生长点，与顶端分生组织具有类似的器官发生能力。形成侧生分生组织的干细胞从何而来？研究组前期工作发现，叶腋处一直维持未彻底分化的干细胞团，是侧生分生组织的前体细胞。这个干细胞谱系持续表达分生组织标志基因STM。这个干细胞谱系如何维持？该研究从正向遗传筛选突变体入手，经过一系列的分子遗传学分析，发现STM基因的自激活是维持干细胞谱系的关键。
焦雨铃研究组通过大量筛选突变体，得到一个侧芽起始具有明显缺陷的突变体，其叶腋处无法维持正常STM表达，叶腋处细胞逐步分化。因此，该突变体中导致表型的ATH1基因是维持STM表达和脱分化细胞状态的关键基因。
ATH1基因编码的转录因子，与STM所编码的转录因子存在蛋白互作。随后一系列分子生化实验表明，ATH1可以直接结合STM基因位点，并且ATH1对STM基因的激活作用显著依赖于STM蛋白本身。基于上述结果，得到一个依赖于ATH1蛋白的STM自激活调控回路。在STM自激活调控中，ATH1蛋白具有DNA结合作用，STM蛋白具有转录激活作用，ATH1-STM以复合体形式实现STM自激活调控。进一步研究发现，STM的表达维持STM位点的染色质处于开放状态，使得在后续发育中STM的表达能够进一步激活，从而形成侧生分生组织。
该研究揭示并详细阐释了一种通过关键基因的自激活维持干细胞谱系的调控回路，对于动植物中分生组织命运维持的机制研究具有很好的借鉴意义。同时，侧生分生组织活性研究对农作物产量提升也具有理论指导意义。
该成果于4月2日正式发表于Current Biology杂志，文章标题为A self-activation loop maintains meristematic cell fate for branching。焦雨铃研究组博士毕业生曹秀卫为该论文的第一作者，焦雨铃为该论文的通讯作者，王瑨、熊圆圆、杨海变、杨鸣雷、叶佩仪和英国约翰英纳斯中心的Sablowski团队也参与了本研究。该研究得到国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究项目、中科院战略重点研究项目、英国皇家学会牛顿高级学者项目和中科院-英国约翰英纳斯中心植物微生物科学卓越项目资助。
（来源：遗传与发育生物学研究所）
#小柯机器人# 【意外！剑桥大学团队发现打开一种癌症基因可触发心脏细胞再生】
本来，研究人员试图关闭一种允许癌症扩散的基因，但却不小心打开了它，结果同样出现180度大转弯。该基因在小鼠心脏中过度活跃和发挥功能，触发了心脏细胞的再生。
2020年4月14日，研究人员在发表于《自然—通讯》的论文中指出，由于成年人心脏一旦受损通常无法自我修复，因此这可能代表着能首次治愈心脏病的重大进展。
心力衰竭每年影响全球约2300万人，目前尚无治愈方法。心脏病发作后，一个成年人的心脏会失去多达10亿个心肌细胞。与其他器官不同，成人的心脏不能自我再生，因此这些细胞永远不会被取代，它们的损失降低了心脏的力量，并导致疤痕形成、心力衰竭，最终患者死亡。
“科学家一直在努力让心脏细胞增殖。目前的心脏病治疗方法都不能逆转心脏组织的退化，只能延缓疾病进展。现在，我们已经找到了一种方法，可以在小鼠模型上实现逆转。”该研究负责人、英国剑桥大学的Catherine Wilson说。
在哺乳动物细胞中，自我复制的细胞周期受到严格控制。当细胞开始不受控制地自我复制时，癌症就会发生，而Myc基因在这一过程中起着关键作用。
众所周知，Myc基因在绝大多数癌症中都过于活跃，许多研究都在试图将控制Myc基因作为一种癌症治疗手段。
当研究人员在小鼠模型中使Myc基因过度活跃时，他们看到了它对肝脏和肺等器官的癌变影响：大量细胞在几天内开始复制。但在心脏里，什么也没有发生。
他们发现，心肌细胞中Myc基因的活动依赖于细胞内另一种名为细胞周期蛋白T1（Cyclin T1）的蛋白质的水平，这种蛋白质是由一种名为Ccnt1的基因制造的。而当Ccnt1和Myc基因同时表达时，心脏进入再生状态，细胞开始复制。“当这两个基因同时在成年小鼠的心肌细胞中过度表达时，我们看到了心肌细胞数量的大量增加。”Wilson说。
利用一种被称为ChIP的新一代测序技术，研究人员能够观察Myc基因在心脏细胞中的作用。
它能产生一种被称为转录因子的蛋白质，能与特定细胞中的DNA结合并激活基因表达。
但是，尽管蛋白质结合成功，心脏细胞并没有开始自我复制，因为蛋白质不能激活基因表达。原因是对基因表达至关重要的Cyclin T1在心脏中缺乏。于是，在心脏细胞中加入过度活跃的Myc基因会导致细胞开始增殖。
“目前的治疗方案都无法逆转心脏组织的退化。心脏无法自我再生是一个重大问题。” Wilson说，“我们发现，即使在心脏中打开了Myc基因，也没有其他的工具可以让它工作，这可能是心脏癌症如此罕见的原因之一。现在我们知道缺失了什么，就可以添加它，让心脏细胞复制。”
研究人员希望该研究能推动心脏病基因疗法的前进。“我们希望使用短期的、可切换的技术启动心脏中的Myc和Cyclin T1基因。这样我们就不会留下任何可能不经意间导致癌症形成的痕迹。”Wilson说。https://t.cn/A6wJHNeb
本来，研究人员试图关闭一种允许癌症扩散的基因，但却不小心打开了它，结果同样出现180度大转弯。该基因在小鼠心脏中过度活跃和发挥功能，触发了心脏细胞的再生。
2020年4月14日，研究人员在发表于《自然—通讯》的论文中指出，由于成年人心脏一旦受损通常无法自我修复，因此这可能代表着能首次治愈心脏病的重大进展。
心力衰竭每年影响全球约2300万人，目前尚无治愈方法。心脏病发作后，一个成年人的心脏会失去多达10亿个心肌细胞。与其他器官不同，成人的心脏不能自我再生，因此这些细胞永远不会被取代，它们的损失降低了心脏的力量，并导致疤痕形成、心力衰竭，最终患者死亡。
“科学家一直在努力让心脏细胞增殖。目前的心脏病治疗方法都不能逆转心脏组织的退化，只能延缓疾病进展。现在，我们已经找到了一种方法，可以在小鼠模型上实现逆转。”该研究负责人、英国剑桥大学的Catherine Wilson说。
在哺乳动物细胞中，自我复制的细胞周期受到严格控制。当细胞开始不受控制地自我复制时，癌症就会发生，而Myc基因在这一过程中起着关键作用。
众所周知，Myc基因在绝大多数癌症中都过于活跃，许多研究都在试图将控制Myc基因作为一种癌症治疗手段。
当研究人员在小鼠模型中使Myc基因过度活跃时，他们看到了它对肝脏和肺等器官的癌变影响：大量细胞在几天内开始复制。但在心脏里，什么也没有发生。
他们发现，心肌细胞中Myc基因的活动依赖于细胞内另一种名为细胞周期蛋白T1（Cyclin T1）的蛋白质的水平，这种蛋白质是由一种名为Ccnt1的基因制造的。而当Ccnt1和Myc基因同时表达时，心脏进入再生状态，细胞开始复制。“当这两个基因同时在成年小鼠的心肌细胞中过度表达时，我们看到了心肌细胞数量的大量增加。”Wilson说。
利用一种被称为ChIP的新一代测序技术，研究人员能够观察Myc基因在心脏细胞中的作用。
它能产生一种被称为转录因子的蛋白质，能与特定细胞中的DNA结合并激活基因表达。
但是，尽管蛋白质结合成功，心脏细胞并没有开始自我复制，因为蛋白质不能激活基因表达。原因是对基因表达至关重要的Cyclin T1在心脏中缺乏。于是，在心脏细胞中加入过度活跃的Myc基因会导致细胞开始增殖。
“目前的治疗方案都无法逆转心脏组织的退化。心脏无法自我再生是一个重大问题。” Wilson说，“我们发现，即使在心脏中打开了Myc基因，也没有其他的工具可以让它工作，这可能是心脏癌症如此罕见的原因之一。现在我们知道缺失了什么，就可以添加它，让心脏细胞复制。”
研究人员希望该研究能推动心脏病基因疗法的前进。“我们希望使用短期的、可切换的技术启动心脏中的Myc和Cyclin T1基因。这样我们就不会留下任何可能不经意间导致癌症形成的痕迹。”Wilson说。https://t.cn/A6wJHNeb
Cata本周新品：耐热无机焦磷酸酶PPase，基因克隆自Taq 近亲Thermus thermophilus HB8基因组。主要用途：
1.增强DNA复制（不仅限于PCR，也可用于反转录）
2.热启动，是一种靠谱且非常便宜的方法
自画了个简图展示原理，以及验证聚合酶活性完全抑制的实图#PCR##逆转录##Reverse Transcriptase# https://t.cn/ELT0hke
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