PNAS：听觉和触觉细胞的共同祖先

时间：2021-07-14 00:00:00 来源：网络整理

根据南加州大学干细胞实验室的Neil Segil发表在《美国国家科学院院刊》(pNAS)上的一项新研究，内耳的感觉细胞和皮肤上的触觉感受器实际上有很多共同之处。

“两种特殊感觉细胞的发育有惊人的相似之处:所谓的“毛细胞”接收声音振动内耳,轻触觉和默克尔细胞表面的皮肤,“Segil说,他是一个教授的干细胞生物学和再生医学,南加州大学和蒂娜和里克卡鲁索部门耳鼻咽喉-头颈外科。“最终，这些发展上的相似性是共同进化史的遗产。这证明了进化发育生物学的故事也延伸到了我们所说的‘表观遗传水平’，也就是基因是如何被调控的。”

在这项研究中，博士生Haoze (Vincent) Yu、博士后Tao和他们的同事发现了一种共同的机制，涉及基因调控或表观遗传学，使干细胞和祖细胞分化为更特化的毛细胞和默克尔细胞。

为了开始分化的过程，干细胞DNA的正确部分需要从存储中取出。每个人类细胞的细胞核中可以存储约6英尺长的DNA，因为这些DNA缠绕在由组蛋白组成的微小“线轴”上。这些DNA和组蛋白的线轴进一步聚集在一起形成我们所知的核小体，核小体堆叠起来形成染色质，染色质是构成染色体的物质。

当DNA被紧紧缠绕成这种存储结构时，染色质是封闭的，无法被蛋白质ATOH1接触。这种蛋白质是一种“主调节器”，可以激活染色质内DNA中的分化基因网络——但不是在没有首先获得通路的情况下。

为了达到这一目的，ATOH1刺激第二种蛋白质的产生，称为pOU4F3，这是一种被恰当地命名为“先锋因子”的蛋白质，它能够通过与封闭的和不可接近的染色质结合，进入新的边界。在pOU4F3与闭合的染色质结合后，ATOH1能够继续参与并激活驱动毛细胞和默克尔细胞分化的基因网络。

值得注意的是，在毛细胞和默克尔细胞中，pOU4F3使ATOH1接近的特定染色质区域有明显的重叠。

Segil说:“这两种细胞类型都参与感知机械刺激，但来自不同的胚胎部位，它们都依赖相同的ATOH1/pOU4F3机制来区分，这是值得注意的。”“我们的研究表明，这种机制非常古老，在毛细胞和默克尔细胞从共同的进化祖先——一种‘ur-mechanoreceptor’细胞类型分化出来之前就出现了。”

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