Cell重要成果：发现细胞的“身份证”

细胞依赖于一些途径来确立它们的身份和功能。现在来自斯坦福大学的研究人员称，他们发现了标记人体中不同类型细胞身份的一种新型机制，其阻止了细胞转变为其他的类型。这一重要的研究发表在《细胞》（Cell）杂志上。

数十年前，科学家们就已经学会了读取细胞利用来将一连串的DNA碱基转变为蛋白质氨基酸的基本遗传密码。但是十多年来，他们还在试图破译嵌入在生物体基因组中更为复杂的密码：组蛋白密码。组蛋白是指在染色体中DNA缠绕的一类特殊蛋白。采用化学方法以各种方式调整组蛋白就可以调节（上调或是下调）基因的活性。

例如，细胞通过将三个甲基附着到H3组蛋白的一个特异位点上就可以关闭一些基因。而将三个甲基附着到另一个H3位点上，这种称之为H3K4me3的修饰则可对基因表达发挥正调控效应。细胞通常将H3K4me3标记添加到基因组小段区域的组蛋白上，然而现在研究人员注意到这种标记有时可以遍布于更大的区域，修饰大量的组蛋白。

为了查明这些大H3K4me3标记区域是否在组蛋白密码中传送了一种信息，斯坦福大学的分子遗传学家Anne Brunet和同事们在20多种不同的细胞类型中追踪了它们的存在。他们发现在不同的细胞类型中广大的H3K4me3区域标记了不同的基因。由此，研究人员认识到根据广大H3K4me3区域的染色质定位，他们就可以将肝细胞与肌肉细胞或肾细胞区分开来。此外，他们还注意到这些H3K4me3区域往往标记的是对细胞功能至关重要，或是帮助细胞确立独特身份的一些基因。例如，在胚胎干细胞中它们出现在控制细胞特化能力的一些基因上。

研究人员在成体神经祖细胞中利用一种叫做RNAi的技术，进一步证实这些标记表明了细胞的身份。当他们利用RNAi来下调携带大块H3K4me3标记的一些基因时，发现损害了细胞增殖和生成神经元的能力。而当研究人员沉默只有短H3K4me3标记区域或根本没有H3K4me3区域的基因时，祖细胞仍然正常分裂。换句话说，大H3K4me3标记区域的存在有可能帮助了细胞终身维持身份。尽管细胞利用了几种方法来确立它们的身份，“我们发现了一种新的标记，”Brunet说。

凯斯西储大学表观基因组学家Peter Scacheri对这篇论文给予了高度的评价：“我认为它将震动研究团体。尽管许多其他的科学家们一直在研究H3K4me3标记，认为这一标记可以区分所有的细胞类型这一观点真是令人震惊。检测这些标记非常容易，因此这一研究发现使得人们能够快速地鉴别一些细胞类型，在诸如癌症诊断等情况下它将派上用场。”