华人女科学家Science揭示细胞身份的维持者

　　

生物通报道  在许多后生动物的发育早期生殖细胞即从体细胞谱系中分离出来，并终身维持生殖系细胞身份。现在，来自约翰霍普金斯大学的研究人员报告称，发现负责生成抑制性染色质标记H3K27me3的一种组蛋白甲基转移酶果蝇多梳家族蛋白Enhancer of zeste (E(z))，以一种非细胞自主方式维持了生殖细胞的身份（延伸阅读：Nature重要发现：基因组印记的“擦除器”）。

文章的通讯作者是约翰霍普金斯大学华人女科学家陈昕（Xin Chen），她在中国科技大学取得学士学位后赴美留学，在得克萨斯大学奥斯汀分校取得博士学位，曾在斯坦福大学从事博士后研究，后到约翰霍普金斯大学生物系任教，曾荣获美国帕克德基金会年度科学和工程奖。

研究人员对成体果蝇睾丸进行了分析，成体睾丸中包含有有丝分裂后包囊细胞（cyst cell）以及睾丸顶端的另外两种体细胞——中心细胞（hub cell）和与生殖干细胞（Germline Stem Cell，GSC）互作的包囊干细胞（cyst stem cell，CySCs）。她们观察到当将丧失E(z)功能的果蝇移至限制温度下时，在大约20%睾丸中表达Zfh1的细胞数量增加。Zfh1是包囊干细胞和早期包囊细胞的标记物。

研究人员观察发现，有丝分裂活跃的细胞定位在睾丸的底部。有趣的是，她们发现底部区域也有异常分裂的生殖细胞，以及表达生殖细胞标记物Vasa和Zfh1的一些细胞，这表明了一种混杂的细胞结局。为了确定这些混杂细胞和Zfh1阳性细胞的起源细胞，研究人员利用GFP转基因来标记生殖干细胞以及它们的后代细胞展开了谱系追踪实验。实验结果揭示生殖细胞生成了Vasa及Zfh1双阳性细胞，其最终生成了不表达Vasa的Zfh1阳性细胞。

重要的是，研究人员以一种细胞特异性地方式抑制E(z)证实，E(z)为包囊干细胞和/或包囊细胞所需，其阻止了Zfh1表达细胞和混杂细胞累积。这表明E(z)以一种非细胞自主方式阻止了生殖细胞表达一种体细胞标记物。

这些结果表明了，E(z)为性腺细胞所需，其阻止了生殖细胞表达一种重要的体细胞标记物，并阻止了生殖细胞和早期体细胞增殖。而一些多梳家族蛋白是否在体细胞微环境中发挥功能维持了其他系统中的生殖细胞命运还有待进一步研究。

（生物通：何嫱）

作者简介：

陈昕（Xin Chen）1991年毕业于宣城中学，系当年安徽省理科高考状元，后保送中国科技大学。本科毕业后，赴美国留学，获得德州大学奥斯汀分校博士学位，其后在史丹福大学从事博士后研究，现在约翰霍普金斯大学生物系任教。她的研究主要在鉴别对正常干细胞功能重要的分子特征，了解这些特征能防治癌症及其它疾病。同时，她也是第49届Mallinckrodt学者的得主。（来源于宣城中学网站）
 
生物通推荐原文摘要：

A Non–Cell Autonomous Role of E(z) to Prevent Germ Cells from Turning on a Somatic Cell Marker

In many metazoans, germ cells are separated from somatic lineages early in development and maintain their identity throughout life. Here, we show that a Polycomb group (PcG) component, Enhancer of Zeste [E(z)], a histone transferase that generates trimethylation at lysine 27 of histone H3, maintains germline identity in Drosophila adult testes. We find excessive early-stage somatic gonadal cells in E(z) mutant testes, which originate from both overproliferative cyst stem cells and germ cells turning on an early-stage somatic cell marker. Using complementary lineage-tracing experiments in E(z) mutant testes, a portion of excessive early-stage somatic gonadal cells are found to originate from early-stage germ cells, including germline stem cells. Moreover, knocking down E(z) specifically in somatic cells caused this change, which suggests a non–cell autonomous role of E(z) to antagonize somatic identity in germ cells.