Cell子刊：干细胞的分子通讯网络

　　来自新加坡A*STAR基因组研究所(GIS)和德国马克斯普朗克分子遗传学研究所(MPIMG)的科学家们，在人类胚胎干细胞(hESCs)中发现了一个负责整合细胞通讯信号，维持其干细胞状态的分子网络。这项研究报道在6月的《分子细胞》(Molecular Cell)杂志上。

　　人类胚胎细胞具有一个不同寻常的特性：它们能够形成所有的人类细胞类型。世界各地的科学家们对这些细胞开展研究，希望未来能将它们投入医学应用。许多的因子是干细胞维持其特殊状态的必要条件，此外还利用了一些细胞通讯信号通路。

　　细胞通讯对于多细胞生物至关重要。例如，在胚胎中组织要协调发育成为任何特定的器官，细胞接受信号并做出相应的反应都是其必要条件。如果这些信号发生错误，细胞会做出不同的反应，有可能导致诸如癌症等疾病。人类胚胎干细胞所利用的这些通讯信号可激起一连串的反应(称之为ERK信号通路)，由此细胞通过激活遗传信息来做出响应。

　　科学家们通过研究细胞内激活的遗传信息，发现了人类胚胎干细胞的一个分子通讯网络。他们绘制出了整个基因组的激酶-染色质互作图，发现ERK信号家族蛋白ERK2，靶向了诸如非编码基因和组蛋白、细胞周期、代谢以及干细胞特异性基因等重要位点。

　　研究人员证实，ERK2是通过与ERK信号通路中的另一个蛋白ELK1相互作用激活了这一遗传信息。有趣的是，研究小组发现，ELK1还具有第二种完全相反的功能。在ERK信号不靶向的基因组位点上，ELK1沉默了遗传信息，由此将细胞维持在未分化状态。于是作者们提出了一个整合这种双向控制的模型。

　　这些研究结果特别适用于干细胞研究，但它们也有可能帮助到其他相关领域的研究。

　　论文的第一作者、新加坡A*STAR基因组研究所的Jonathan Göke博士说：“人们知道这一ERK信号通路已有多年，但这是我们第一次看到干细胞基因组中完整的反应谱。我们发现，许多的生物学过程都与这一信号通路相关，我们还发现了一些新的意想不到的模式，如这种ELK1双重模式。在其他的细胞、组织或疾病中观察这一通讯网络的变化将会是非常有趣的。”

　　“这项研究一个不同寻常的特点就是，利用计算机方法提取出了来自实验数据的信息，”该研究的共同作者、MPIMG的Martin Vingron教授说。

　　Ng Huck Hui教授补充说：“这是一项重要的研究，因为它描述了细胞的信号网络，并将其整合到普遍的调控网络中。了解胚胎干细胞的生物学，是在未来的医学应用中了解干细胞的性能和限制所迈出的第一步。”