Cell重大突破：维持细胞身份的一种非常基本的机制

在一项重大的科学突破中，研究人员发现一种名为Mrc1的蛋白质在确保细胞在分裂和生长过程中保持其特性方面起着至关重要的作用。这一发现可能对理解癌症和衰老过程等疾病具有重大意义。

　　

这项研究发表在《细胞》杂志上，标志着表观遗传学及其对健康和疾病的影响领域向前迈进了一步。

表观遗传学是在不改变DNA本身的情况下研究基因如何开启或关闭的学科，是这一过程的核心。它涉及 DNA 和称为组蛋白的蛋白质上的化学标签，这些标签有助于管理基因活动。当细胞分裂时，这些标签需要准确地传递下去，这样新细胞才能像它们的母细胞一样发挥作用。

哥本哈根大学教授Genevieve Thon教授和 Anja Groth领导的这项研究发现，Mrc1基因对这种遗传至关重要。在细胞分裂过程中，Mrc1确保携带这些化学标签的组蛋白均匀分布到两个新的DNA拷贝中，维持细胞的身份和功能。

“我在生物系攻读博士学位期间，我们就知道这种蛋白质对于维持细胞的异色状态很重要。我们很清楚它是如何工作的，但是虽然我们有实验数据，但我们没有实验室里的工具来在分子水平上证实它，”这项研究的第一作者Sebastian Charlton说。

为了获得这些工具， Charlton博士与同在诺和诺德基金会蛋白质研究中心的Valentin Flury，以及来自不同研究所的其他研究人员合作。他们的合作不仅证明了他们最初的想法，而且揭示了Mrc1的令人惊讶的双重作用。

当DNA在细胞分裂过程中被复制时，组蛋白及其化学标签必须正确地转移到新的子DNA链上，以便遗传给子细胞。Mrc1被证明是表观遗传这一步骤的主要调节器，控制组蛋白向两条新子链的传递。Mrc1通过单独结合组蛋白和另一种叫做Mcm2的蛋白质来做到这一点。这有助于保存细胞对打开或关闭哪些基因的记忆。

某些基因的沉默被破坏了

他们的实验表明，Mrc1的突变破坏了组蛋白的正常转移，导致这一关键表观遗传信息的丢失，并影响细胞身份。当Mrc1突变时，某些基因的沉默被破坏，这说明了组蛋白在携带和传递表观遗传信息方面是多么重要。

这一发现具有广泛的意义，因为保持表观遗传环境的稳定对体内所有细胞的正常功能至关重要。这个过程的问题可能导致癌症等疾病，并导致衰老，随着时间的推移，表观遗传景观会恶化。

Valentin Flury总结道:“我认为我们还不能估计我们发现的全部意义，但我们已经揭示了一种维持细胞身份的非常基本的机制，如果它能被操纵，可能对未来的医学研究产生重大影响。”