在胚胎发育过程中，细胞开始是多能的，或者有可能通过分化成为许多不同的细胞类型。幼稚状态是多能干细胞发育的最早阶段的名称，被认为是全潜能，具有成为多细胞生物中每种细胞的能力。一个特定基因或一组基因的表达决定了一个细胞会变成什么样的细胞——比如皮肤细胞。
基因表达的第一步叫做转录。在转录过程中，蛋白质与细胞内的DNA序列结合，如启动子和增强子，直接影响基因表达。
俄勒冈州波特兰市Lewis & Clark学院的一个研究实验室正在探索影响一种名为Klf4的基因表达的增强子的特征，这种基因对建立和维持原始状态的多能干细胞很重要。
Lewis & Clark的生物学教授、首席研究员Sharon Torigoe说：“了解多能干细胞中的基因表达是如何被控制的，这对于能够在医学应用中利用这些细胞非常重要，特别是在再生医学中，有可能为患者产生新的组织。”
为了发挥作用，增强子由转录因子或蛋白质解释，这些转录因子或蛋白质与DNA序列结合，然后向其他因子发出是否表达目标基因的信号。几个转录因子参与了启动Klf4表达激活过程的增强子，中心的是OCT4和SOX2。
通过实验，Torigoe和她的学生观察到Klf4增强子中转录因子OCT4和SOX2的结合位点是“低亲和力”的。换句话说，转录因子不能很好地与增强子序列结合。
他们最初对这一发现感到惊讶，但最终证实，这种“低亲和力”对于驱动Klf4增强子的原生状态特异性活性至关重要。事实上，进一步的实验表明，如果他们用更好的、高亲和力的版本取代结合位点，Klf4增强子就不会发挥最佳作用。
他们在《公共科学图书馆·综合》杂志上发表了一篇文章，题为：“一个次优的OCT4-SOX2结合位点促进了Klf4增强子naïve-state的特定功能。”
“我们发现中心转录因子结合位点的低亲和力对于指定增强子功能至关重要，”Torigoe说。“我们的工作表明，OCT4-SOX2结合位点的亲和力可以促进增强子在特定多能状态下的功能。”
当Torigoe和她的学生翻阅文献时，他们发现研究人员以前在其他增强子和生物体中观察到低亲和力转录因子结合位点的类似功能。据Torigoe所知，她的工作是第一个确认在原始状态多能干细胞中增强子的低亲和力结合位点的重要性。
Torigoe说：“基因组包含了使生物体发挥功能的大量信息，而我们对它知之甚少，甚至对我们自以为了解的部分也知之甚少。”“自上世纪80年代以来，我们就已经知道了增强剂，但我们对它们还有很多需要了解的地方。”
这项研究更广泛地推进了科学家对基因表达机制的认识。
Torigoe说：“我们现在有很多能力对基因组进行测序，但我们还不了解所有这些信息的意义。”“从序列的角度深入了解增强子，将有助于我们解释任何基因组，无论是让新生物体了解进化，还是让患者了解人类疾病的遗传基础。”
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希望本篇文章《增强子研究揭示了基因表达在维持原生状态多能干细胞中的作用》能对你有所帮助！
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