新型DNA测序方法助力干细胞分化研究

生物医学领域的一个重要研究课题是解释为何拥有完全相同DNA的细胞会分化成不同的功能细胞。美国的一支联合研究小组近日发现，环绕DNA的染色质蛋白在这一过程中扮演了重要角色。《自然》网站日前预先发表了相关论文。

染色质蛋白的功能不仅仅限于包裹基因物质，它们可以影响DNA双螺旋的各个部分的打开和关闭状态，从而进一步影响基因的开合状态。为了破解染色质蛋白质的指令之谜，需要精确测定各个染色质蛋白在DNA上的位置。

从理论上来说，科学家们可以通过特殊设计的DNA芯片来推导出这些位置，但是在实际操作过程中，这种技术非常缓慢而且昂贵。

由美国麻省理工学院的Eric Lander小组和哈佛大学医学院的BradleyBernstein以及马萨诸塞综合医院（Massachusetts General Hospital）的科学家们组成的一支研究小组采用了一种新型DNA测序方法，能够绘出整个基因组的染色质，而且清晰度和效率比以往的任何方法都更高。运用这种新方法，他们已经得到了小鼠胚胎干细胞和两种完全不同的功能细胞在基因组层面上的染色质图。

研究人员发现一种名为“二阶性区域”（Bivalent domains）的染色质形式可以标记重要基因的位置。这些“二阶性区域”可以将激活性化学标签与抑制性化学标签合并，从而使基因保持一种安静但可随时激活的状态。

这些“二阶性区域”除了可以泛泛地保持细胞分化的多种选择，还在已经分化的干细胞中扮演着重要角色。例如在神经干细胞中，二阶区域离那些对各种脑细胞有重要作用的基因更近，而在那些仅在皮肤或者血液细胞中活跃的基因中几乎看不到它们的存在。