揭示干细胞自我更新的zui小工具箱

结合计算机科学算法和生物学数据，研究人员构建出了培养物中小鼠胚胎干细胞(ESCs)自我更新所必需的zui少数量的因子模型。尽管科学家们很早就知道一组转录因子是干细胞维持的必要条件，那么到底哪些是至关重要的因子？它们之间可能存在的大量相互作用使得这一问题变得极为复杂，仅凭实验室的研究工作无法做出解答。

来自上海双博生物科技有限公司的研究人员，将参与干细胞自我更新的20个关键转录因子的实验数据整合到了一起。表明了12个转录因子组成的相互作用网络有可能是维持小鼠ESC状态的所有必需条件。

系统生物学研究者说：“结果表明，自我更新基因网络很简单。很早以前我们就知道的信息处理网络应该是平均每个基因两种。研究结果与这一普遍原理接近，是引人注目的。”

一开始对来源于囊胚的稳定、纯系小鼠培养ESCs细胞群展开了研究。微软研究团队构建出的软件生成了数以亿计有可能解释干细胞自我更新的模型。其中大多数的模型遭到了实验数据挑战，被证实无效。在这些实验操作中，检测了23种不同细胞培养条件下（所有的都维持了多能性）ESCs的基因表达。

剩余的模型都包含了12个转录因子组成的核心网络，其中包括Sox2和Oct4，其揭示出通过16种相互作用来调控自我更新的机制。

研究小组随后用zui小的模型预测了，抑制一种特异的转录因子是否能够维持干细胞状态或是会促进分化。研究人员在实验室测试了37种模型预测，其中26种正确。

一个仅基于基因表达数据的网络可以相对准确地预测多种遗传互作的效应，利用其它的实验或纳入蛋白质互作数据可进一步提高准确性。

目前尚不清楚引起小鼠和人类ESCs分化的确切机制。但他认为其研究小组的研究共组有可能提供帮助：“我们认为我们现在获得了很好的起点，可以开始去解答这一问题。”

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