Cell Sys：光！控制胚胎干細胞分化
來源：生物谷
發表于國際雜志Cell Systems上的一項研究中，來自美國加州大學舊金山分校（UC San Francisco）的研究人員通過研究開發出了一種方法，首次利用光束來精確控制胚胎干細胞的分化，從而使其可以分化成為神經細胞來進行精確的體外研究提供一定幫助。
研究者Matthew Thomson說道，我們發現了一種基本的機制，細胞可以利用該機制來決定是否進行發育；在胚胎發育期間，干細胞會表演一段精心安排的“舞蹈”，隨后其會從無作用、未分化的形式轉化成為構建機體主要器官系統的細胞。近些年來科學家們在未分化的干細胞中發現了很多可以編碼干細胞發育的基因，而揭示這些細胞如何忽視嘈雜的波動以及快速反應形成機體所需細胞一直是科學家們的研究熱點。
為了檢測干細胞如何將發育線索作為關鍵的信號或是外部“噪音”，科學家們對培養中的小鼠胚胎干細胞進行了工程化操作，他們利用藍色光脈沖開啟了一種名為Brn2的基因，該基因是一種潛在的神經分化的線索，通過調整光脈沖的強度和持續性，研究者就可以實現精確控制Brn2的劑量，并且觀察細胞的反應。研究者表示，如果Brn2信號足夠強的話，干細胞就會快速轉化成為神經元。
隨后研究者利用CRISPR-Cas9基因編輯技術給一種名為Nanog的轉錄因子添加上了一個熒光探針，這樣在正常情況下其就可以扮演干細胞分化的制動器了，Nanog就可以被用來讀取細胞決策制定的情況。轉錄因子Nanog本身就是一種時間調節器，當Brn2信號開啟時，其就會干擾分子回路來保持細胞處于穩定和未分化的狀態，而Nanog的水平就會隨之降低；如果如果Nanog用盡而Brn2信號持續存在的話，就會使得干細胞快速轉化成為神經元。
最后研究者Thomson說道，細胞并不是傀儡，其是一種可以持續解釋信息的的介質，就好比大腦一樣；如果我們想精確地操控細胞命運，那么我們必須理解細胞中信息處理的機制，并且理解這種機制如何發生。
