系统层面的动态分析,对小鼠胚胎干细胞的命运变化进行分析

科学领域:

• * 干细胞生物学
• * 分子和系统生物学
• *表观遗传学和基因调节

背景情况:

• *胚胎干细胞 (ESC) 的命运是由表观遗传,转录和转化机制之间的复杂相互作用决定的.
• * 这些调节层在细胞命运过渡期间的精确相互作用仍然不完全理解.
• *纳诺基是多能性的关键调节者,其下调作为扰动来研究细胞命运动力学.

研究的目的:

• *为了动态地研究在定义的扰动后,鼠ESC命运的多层分子调节.
• * 阐明细胞命运变化期间在表观基因组,转录基因组和蛋白质组之间信息流动.
• * 了解调节事件的时间序列及其对干细胞分化的贡献.

主要方法:

• * 在5天内对小鼠ESC进行动态系统级分析.
• *测量全球基因素乙化,染色质结合的RNA聚合酶II,mRNA和核蛋白水平.
• * 纳诺基的下调作为诱导细胞命运变化的特定扰动.

主要成果:

• * 一个单一的遗传干扰 (纳米下调) 在多个分子调节层中引起了渐进的,广泛的变化.
• * 很大一部分核蛋白水平变化发生在没有相应的mRNA表达变化的情况下,这表明转化和转化后调节的作用.
• *基因实体学分析显示,转录因子介导的事件在细胞命运改变中的染色质重构之前发生.

结论:

• *干细胞的命运是由复杂的,多层次的调节机制决定的,涉及表观遗传学,转录,翻译和翻译后修改.
• * 分子变化的时间动态为基因调节网络的重新配置提供了洞察力.
• * 这项研究通过整合多种分子物种,调节层和时间数据来理解干细胞命运的决定,推动了系统生物学.