Cell子刊：干細胞的分子通訊網絡

　　來自新加坡A*STAR基因組研究所(GIS)和德國馬克斯普朗克分子遺傳學研究所(MPIMG)的科學家們，在人類胚胎干細胞(hESCs)中發現了一個負責整合細胞通訊信號，維持其干細胞狀態的分子網絡。這項研究報道在6月的《分子細胞》(Molecular Cell)雜志上。

　　人類胚胎細胞具有一個不同尋常的特性：它們能夠形成所有的人類細胞類型。世界各地的科學家們對這些細胞開展研究，希望未來能將它們投入醫學應用。許多的因子是干細胞維持其特殊狀態的必要條件，此外還利用了一些細胞通訊信號通路。

　　細胞通訊對于多細胞生物至關重要。例如，在胚胎中組織要協調發育成為任何特定的器官，細胞接受信號并做出相應的反應都是其必要條件。如果這些信號發生錯誤，細胞會做出不同的反應，有可能導致諸如癌癥等疾病。人類胚胎干細胞所利用的這些通訊信號可激起一連串的反應(稱之為ERK信號通路)，由此細胞通過激活遺傳信息來做出響應。

　　科學家們通過研究細胞內激活的遺傳信息，發現了人類胚胎干細胞的一個分子通訊網絡。他們繪制出了整個基因組的激酶-染色質互作圖，發現ERK信號家族蛋白ERK2，靶向了諸如非編碼基因和組蛋白、細胞周期、代謝以及干細胞特異性基因等重要位點。

　　研究人員證實，ERK2是通過與ERK信號通路中的另一個蛋白ELK1相互作用激活了這一遺傳信息。有趣的是，研究小組發現，ELK1還具有第二種完全相反的功能。在ERK信號不靶向的基因組位點上，ELK1沉默了遺傳信息，由此將細胞維持在未分化狀態。于是作者們提出了一個整合這種雙向控制的模型。

　　這些研究結果特別適用于干細胞研究，但它們也有可能幫助到其他相關領域的研究。

　　論文的第一作者、新加坡A*STAR基因組研究所的Jonathan G?ke博士說：“人們知道這一ERK信號通路已有多年，但這是我們第一次看到干細胞基因組中完整的反應譜。我們發現，許多的生物學過程都與這一信號通路相關，我們還發現了一些新的意想不到的模式，如這種ELK1雙重模式。在其他的細胞、組織或疾病中觀察這一通訊網絡的變化將會是非常有趣的。”

　　“這項研究一個不同尋常的特點就是，利用計算機方法提取出了來自實驗數據的信息，”該研究的共同作者、MPIMG的Martin Vingron教授說。

　　Ng Huck Hui教授補充說：“這是一項重要的研究，因為它描述了細胞的信號網絡，并將其整合到普遍的調控網絡中。了解胚胎干細胞的生物學，是在未來的醫學應用中了解干細胞的性能和限制所邁出的第一步。”