科学家发现了胚胎细胞创造的原始蓝图
由耶路撒冷希伯来大学医学院医学研究所的Yossi Buganim教授和HU计算机科学与工程学院和计算生物学系的Tommy Kaplan教授领导的一项开创性研究发现了14,000个独特的DNA位点，这些位点共同构成了胚胎发生最基本的蓝图——胚胎的创造。他们的发现发表在《自然通讯》上。
2006年，日本科学家将四个胚胎基因插入皮肤细胞，并成功地重新编程这些皮肤细胞，使其像胚胎干细胞一样发挥作用。由皮肤细胞制成的人造胚胎干细胞与在胚胎发育过程的最初阶段发育的天然干细胞相同，并负责胎儿所有细胞的发育。然而，它们不能产生胚胎外组织，如胎盘。
2015年，教授Buganim和他的团队首先发现了如何从皮肤细胞中创建人工胎盘干细胞。这一步骤使科学家能够在胚胎发育过程中创造出两种最早的干细胞，这些干细胞发生在精子使卵子受精后。在这项研究中，包括博士生Mohammad Jaber、Ahmed Radwan和Netanel Loyfer在内的HU研究团队仔细研究了皮肤细胞将自己转化为胚胎或胎盘干细胞的过程。
“我们分析了皮肤细胞为改变其身份而经历的变化，并成为最早的两种干细胞之一。我们研究了皮肤细胞基因表达的变化，DNA在变化的皮肤细胞核中的可及性和活性，以及表观遗传标记（即装饰DNA并负责基因表达的标记）的变化。当试图将皮肤细胞转化为人工胚胎或胎盘干细胞时，这些都至关重要，”Buganim解释道。
研究人员发现，皮肤细胞中发生的变化在各个层面都完全不同，尽管两者最初都是皮肤细胞。
当皮肤细胞转化为人造胚胎干细胞时，负责创建大脑、心脏和肝脏的DNA部分开始重组，并准备在正确的信号下分化为大脑、心脏或肝细胞。另一方面，当这些相同的细胞转变为人造胎盘干细胞时，DNA位点开始自我重组，允许不断变化的细胞植入自己并吸引血管，这种现象自然发生，允许胚胎植入子宫。
最引人注目的发现是，该团队并排比较了这两个过程，并观察了一种名为甲基的化学分子，该分子与DNA的特定区域相互作用，并负责压制其表达。Buganim分享道，我们发现人工胎盘干细胞含有近14,000个甲基DNA位点，但在人工胚胎干细胞中看不到。
当研究团队试图了解这些DNA区域的重要性时，他们发现他们有责任在发育胚胎中创造所有器官和细胞——从大脑、心脏、肝脏和肾脏到骨骼、脊髓和结缔组织。
展望未来，这一重大发现可能有助于解释胚胎防御系统，该系统阻止早期胎盘细胞发展成胚胎细胞。Buganim解释说，由于胎盘细胞容易受到损害和感染，身体的自然防御机制可以防止胎盘细胞迁移到发育中的胚胎并附着在胚胎上成为胚胎的一部分。总体而言，这项研究阐明了我们重新编程细胞能力的关键特征，并为研究细胞可塑性和细胞命运决策提供了一个强大的工具。
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