东方时讯网成体细胞只能产生相同的细胞类型。例如，皮肤细胞不能产生肌肉细胞，而只能产生皮肤细胞。这限制了成体细胞用于治疗的潜在用途。
然而，在早期发育过程中，胚胎中的细胞有能力产生我们身体的所有细胞类型，包括干细胞。这种全能性为研究人员寻找通过实验室细胞重编程来重现全能性的新方法提供了灵感。
全能细胞具有许多特性，但我们还不知道全部特性。亥姆霍兹慕尼黑的研究人员现已有了一项新发现，该发现在《自然遗传学》杂志的一篇论文中进行了描述(“ DNA 复制叉速度是细胞命运变化的基础，并促进重新编程”)。
“全能性出现在早期胚胎发生中，但其分子基础仍然知之甚少。在本研究中，我们采用 DNA 纤维分析来研究多能干细胞如何重新编程为全能样 2 细胞样细胞 (2CLC)，”研究人员写道。
“我们发现早期小鼠胚胎的全能细胞具有缓慢的 DNA 复制叉速度，并且 2CLC 重现了这一特征，这表明叉速度是向全能样状态转变的基础。2CLC 与 DNA 复制同时出现，并显示复制时间 (RT) 的变化，特别是在早期 S 期。
“RT 变化发生在 2CLC 出现之前，这表明 RT 可能容易导致基因表达变化以及随后的细胞命运重新编程。通过实验减慢复制叉速度可诱导 2CLC。在体内，减慢分叉速度可以提高体细胞核移植的重编程效率。
“我们的数据表明，分叉速度调节细胞可塑性，复制特征的重塑会导致细胞命运和重新编程的变化。”
“我们发现，在全能细胞(干细胞的母细胞)中，DNA 复制的速度与其他分化程度更高的细胞不同。它比我们研究的任何其他细胞类型都要慢得多，”这项新研究的第一作者 Tsunetoshi Nakatani 博士说。
研究人员发现，全能样细胞的 DNA 复制速度也很低，科学家可以在培养皿中培养这些细胞。Nakatani 表示，“这让我们产生了一个问题：如果我们设法改变 DNA 复制的速度，我们能否改善细胞重编程为全能细胞的能力?”
速度更低，细胞重编程得到改善
在他们的实验工作中，研究人员确实观察到，例如通过限制细胞用于 DNA 合成的底物来减慢 DNA 复制速度，可以提高重编程效率(细胞转化为另一种细胞类型的速率)。
“这太神奇了，”该研究的领导者、慕尼黑亥姆霍兹干细胞中心和表观遗传学与干细胞研究所的负责人 Maria-Elena Torres-Padilla 博士说道。她还是慕尼黑大学干细胞生物学教授。
“多年来，我们一直在研究全能细胞，以了解大自然如何使它们如此难以置信地能够产生我们身体的所有细胞类型。这是我们研究再生医学方法的基本策略。这个新概念非常简单，但极其重要，我们相信这是干细胞治疗的巨大进步。”
Nakatani 是慕尼黑亥姆霍兹大学 Torres-Padilla 团队的博士后。