廣州有科學(xué)家近期通過(guò)對干細胞誘導過(guò)程進(jìn)行研究，發(fā)現細胞“返老還童”時(shí)，染色質(zhì)的“開(kāi)—關(guān)”狀態(tài)恰似二維碼一樣記錄了該過(guò)程的大量信息。這種二進(jìn)制邏輯，普遍存在所有細胞變化過(guò)程中，其概念應用價(jià)值可望有助于修復衰老損傷器官組織，也有望發(fā)掘出癌細胞早期變化特徵，或使癌癥能及時(shí)診治。/大公報記者方俊明廣州報道

　　如今，日常都活躍著(zhù)交友、支付等各種“二維碼”，其實(shí)這些信息都是以“0-1”二進(jìn)制的方式記錄。無(wú)獨有偶，中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院通過(guò)對體細胞誘導為干細胞的過(guò)程研究，發(fā)現細胞命運轉換也遵循二進(jìn)制規律，染色質(zhì)與細胞變化有關(guān)的位置存在一個(gè)“開(kāi)—關(guān)”的基本調控邏輯。在此邏輯體系下，他們闡述了干細胞誘導過(guò)程的變化機制。該研究成果日前發(fā)表在國際權威期刊《細胞?干細胞》上。

　　生命科學(xué)亦循“二維碼”規律

　　領(lǐng)導這一研究的裴端卿研究員指出，DNA含有生物個(gè)體的所有遺傳信息，但這些信息如何被閱讀出來(lái)，是目前生命科學(xué)面臨基本科學(xué)問(wèn)題之一?！凹毎幱谀骋惶囟顟B(tài)時(shí)，會(huì )選擇性閱讀與該細胞相關(guān)的所有信息，并要屏蔽其他不需要的信息。而成纖維細胞在導入誘導因子后，會(huì )啟動(dòng)一套奇妙的未知程序，將體細胞‘返老還童’到受精后約3.5天的狀態(tài)?！?/p>

　　“形象地說(shuō)，DNA就像一本百科全書(shū)，每個(gè)細胞都攜帶著(zhù)能形成個(gè)體的所有信息，但在某個(gè)特定階段，只能翻開(kāi)這本書(shū)里面的一部分。我們的工作就是記錄從體細胞到多能干細胞過(guò)程中，打開(kāi)這本書(shū)的方式，以及研究是什么‘手’在翻書(shū)?！痹撗芯空撐牡谝蛔髡呃顤|偉博士說(shuō)，他們使用了ATAC-seq技術(shù)去讀取染色質(zhì)“開(kāi)—關(guān)”狀態(tài)的二維碼，發(fā)現在多能性獲得和細胞命運轉變過(guò)程中染色質(zhì)結構具備由從開(kāi)放到關(guān)閉（OC）和關(guān)閉到開(kāi)放（CO）間的二元變化規律，且二維碼一直在變化。

　　揭細胞重編時(shí)染色質(zhì)變化

　　裴端卿補充說(shuō)，該團隊檢測了染色質(zhì)開(kāi)關(guān)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，發(fā)現細胞“返老還童”過(guò)程伴隨著(zhù)大規模染色質(zhì)結構重排。而在重排進(jìn)程中，發(fā)現Sap30作為一個(gè)重編程過(guò)程激活的重要因子，會(huì )抑制體細胞關(guān)鍵轉錄因子對染色質(zhì)的調控。這部分研究結果首次揭示了體細胞重編程過(guò)程中染色質(zhì)結構動(dòng)態(tài)變化的規律，并為理解體細胞重編和其他相關(guān)細胞命運轉變提供了新的參考理論模型。

　　“這種二進(jìn)制密碼對應的信息，在所有細胞變化過(guò)程中都普遍存在，可能包含人體的發(fā)育和一些病理過(guò)程?！迸岫饲浔硎?，如能發(fā)掘出正常細胞在向癌細胞轉變早期的染色質(zhì)變化特徵，癌癥也許能得到及時(shí)的診斷和防治。而在發(fā)育層面上，闡明不同功能細胞發(fā)育過(guò)程的CO/OC邏輯，將極大地推進(jìn)干細胞領(lǐng)域的發(fā)展，有助于在體外獲得具備修復衰老損傷器官組織的功能細胞，實(shí)現更廣泛的組織再生和器官再造。