細胞在複製過程中如何保持其身份？

染色體圖像以未冷凝形式（左）和濃縮形式分為細胞（右）。

細胞分裂之前，染色體似乎是混亂的混亂。在細胞分裂過程中，親代細胞染色體及其重複序列通過凝聚進行排列，比其他任何時候更緊湊。研究人員早就認為，基因在細胞分裂過程中變得“沉默”，而不是被轉錄成蛋白質或調節分子。這已經揭示了細胞分裂後基因如何正確重新啟動的問題。現在，賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院的研究人員發現，細胞複製過程中基因表達實際上仍在繼續。他們的研究結果在本週發表在科學界。

“從回答什麼控制細胞識別的角度來看，我們研究了這個問題，我們可以如何利用這些細胞重新編程，例如停止癌變複製或者設計一個細胞來引導其”個性“的方向，從而說，“資深作者肯尼斯·Zaret博士，賓夕法尼亞大學再生醫學研究所所長，細胞與發育生物學教授約瑟夫·萊迪教授。“細胞表達的一組基因決定了它是一種皮膚細胞，神經細胞或心肌細胞，在人體中發現的200種或更多種不同的細胞類型中。

過去在這方面的研究也試圖找出最好的時間干預，以改變細胞的命運。目前的“ 科學”論文轉向探索細胞如何從一個安靜的基因狀態轉移到控制整個細胞身份結果的基因和調控分子的完全活躍的工作人員。

第一作者凱雷琳·帕洛佐拉，扎伊爾實驗室的博士生候選人，是第一個尋找一種在分裂期間觀察活細胞基因活動的方法。使用人肝細胞系，她標記核酸尿苷（四個基因信使構建單元之一），然後跟蹤它，以瞭解哪些基因在複製過程中仍然有活性。

Palozola說：“我們很驚訝基因表達在複製過程中仍然處於低水平。

雖然染色體在細胞分裂過程中非常緊湊，但是由於掩埋了先前推定為不能轉錄的調節分子的序列，Palozola發現大多數基因及其附近的促進基因功能的區域仍然被積極表達。她發現細胞在細胞分裂後醒來，回憶起“他們是誰”。什麼最終驅動細胞分化是位於遠離其作用的基因的增強子分子的序列。

費城兒童醫院的Gerd Blobel實驗室曾經表明，在分裂過程中，這些遙遠的修飾物“小睡”，因為它只持續約30分鐘 - 在生物學上相對較快 - 並且在細胞分裂週期之後重新上線完成。

“這項研究最令人驚奇的是，最終，我們不得不把我們所認為的關於基因調控這一基本方面的知識放在窗外，”Zaret說。“研究結果表明，我們需要考慮在細胞分裂過程中如何調節啟動子而不是增強子，這種重新聚焦將會告訴我們細胞的特徵如由細胞分裂所保留，由基因表達定義，我們希望將提高我們故意改變細胞身份以創造新的細胞和組織用於治療和研究的能力。