Nature突破性发现：细胞如何确定自身的功能？科学家提出“引导搜索”新机制！

由耶路撒冷希伯来大学的Yosef Buganim教授和爱丁堡大学的Abdenour Soufi博士领导的一项开创性研究揭示了转录因子(TFs) -调节基因活性的关键蛋白质-如何导航DNA和染色质结构以确定细胞身份。这一发现为细胞如何建立其作用提供了新的见解，并为再生医学和细胞治疗的进步开辟了途径。

　　

由耶路撒冷希伯来大学的Yosef Buganim教授和爱丁堡大学的Abdenour Soufi博士领导的一项新研究揭示了转录因子(TFs)，也就是调节基因活性的关键蛋白质，是如何导航DNA和染色质结构以确定细胞身份。这一发现为细胞如何确定自身作用提供了新的见解，并为再生医学和细胞治疗的进步开辟了途径。

转录因子是与特定 DNA 序列结合的蛋白质，可控制基因表达，引导细胞成为特定类型的细胞，如皮肤、肌肉或胎盘细胞。虽然已知TFs可以识别DNA序列，但它们在庞大的基因组中识别精确目标的过程尚不清楚。这项研究揭示了“引导搜索（guided search）”机制，即DNA和染色质的3D结构（包装和组织遗传物质）路标，引导TFs找到正确的基因。

研究人员利用尖端技术，研究了转录因子的组合如何驱动不同的细胞身份，比如胚胎细胞和胎盘细胞。他们的研究结果表明，转录因子会根据染色质景观的不同进行动态合作或竞争，以精确锁定对确定细胞类型至关重要的基因。

一个重要的发现是染色质拓扑结构的作用，也就是细胞核内DNA的折叠和环。研究表明，TFs会遵循DNA模式和染色质环，以此作为定位靶基因的途径，或聚集在紧密包裹DNA基序的关键染色质连接处。新的DNA元素被确定为基因组标记，可以引导TFs到激活细胞类型特异性基因所需的正确遗传开关。

该研究引入了新的“引导搜索”模型，展示了染色质的空间排列如何将不同的TFs引导到相关的靶标上，从而对细胞身份的形成和维持提供了更深入的了解。

Buganim教授强调了这一发现的潜在影响：“通过揭示转录因子如何与染色质结构相互作用，我们可以更好地理解基因调控和细胞身份。这一知识为再生医学开辟了令人兴奋的可能性，使我们能够精确控制细胞命运，并开发出由细胞功能障碍引起的疾病的治疗方法。”

这些发现为操纵基因表达的创新策略铺平了道路，对再生疗法和发育生物学有着深远的影响。

这项名为“Nucleosome fibre topology guides transcription factor binding to enhancers”的研究发表在《自然》杂志上，为探索基因调控机制提供了一个强大的框架。它对理解与年龄有关的疾病、发育障碍和推进细胞重编程领域带来了巨大的希望。