恢复因子Zscan4表达以响应端粒缩短

来自日本神户RIKEN发育生物学中心(CDB)的科学家们发现，Zscan4是一种被认为参与干细胞多能性发育的蛋白质，实际上是由于发生端粒缩短而引发的修复机制。在细胞分裂期间。Zscan4是一种与DNA结合的蛋白质，在过去十年中已经形成了一个谜，因为它在非常特定的时间点在小鼠胚胎中表达 - 双细胞阶段 - 但也在胚胎干细胞中表达，但仅在胚胎干细胞中表达暂时地，在特定时间内约占给定人口的5%。

由CDB多能干细胞研究实验室负责人Hitoshi Niwa领导的小组想知道为什么蛋白质在这些特定情况下表达。为了解开这个谜团，他们在培养中培养了一小群胚胎干细胞，并以60分钟的间隔对细胞进行了长时间的快照，寻找可能导致Zscan4瞬时表达的线索。

他们最初的工作假设是Zscan4参与维持多能性，因此他们看起来与Rex1基因的表达有关，Rex1基因被称为多能性的标志。“出乎意料的是，”在干细胞报告中发表的研究的第一作者Yoko Nakai-Futatsugi说，“我们发现两者之间没有相关性。”“相反，”她继续道，“我们惊讶地发现干细胞具有不同的细胞周期长度，而且有趣的是，Zscan4的表达与细胞周期的长度有关。它往往在细胞周期中表达。细胞周期。“

根据这一发现并考虑到2010年的研究表明Zscan4参与了端粒伸长，研究人员推测，我们看到的细胞周期越长，可能是由Zscan4触发的细胞进行延长其端粒的细胞引起的。他们还发现，一旦细胞表达Zscan4，它们在下一代就会有更短的细胞周期，增加了细胞减慢周期的假设，以便恢复端粒，然后在修复时再次加速。完成。他们还发现具有较长细胞周期的细胞确实具有较短的端粒。在最后的测试中，他们设计了干细胞 Zscan4表达缺陷，根据假设，这些细胞无法从更长的细胞周期中恢复，并且有更高的机会发生细胞死亡。

作者说他们感到惊讶，但也非常高兴这一发现，因为他们认为这有助于确保目前正在临床使用的iPS细胞的安全性。这项工作帮助他们对Zscan4的功能有了新的认识，以及多能细胞如何在面对端粒缩短时保持其复制能力。“

他们解释说，一个有趣的遗留问题是Zscan4和端粒酶之间的关系，端粒酶是一种也参与端粒修复的酶。他们推测他们正在应对端粒缩短的不同原因，并计划继续努力阐明这一点。他们也对为什么Zscan4在双细胞阶段的单个点体内表达的问题感兴趣。他们认为，它可能有助于细胞从繁殖前细胞经历的减数分裂过程中恢复过来。