据sciencedaily网站2007年7月3日报道，一个受精卵发展为一个成人，哺乳动物细胞为此做了许多关键性的决定。当细胞选择成为肝细胞、皮肤细胞或者神经细胞时关闭了成为其它细胞的机会之门。生物医学最基本的秘密之一就是探索具有相同脱氧核糖核酸的细胞是如何做出不同“职业”选择决定的。通过使用一种新基因技术，一项新研究发现了一个特别代码不存在于脱氧核糖核酸中，但是其周围却有一种称之为“核染质”的蛋白质，这可能会揭开隐藏于细胞身份确认之下的这些神秘选择。
由哈佛大学博大（BROAD）研究院、麻省理工学院和马萨诸塞州总医院科学家组成的研究小组利用一种新脱氧核糖核酸排序技术，为胚胎干细胞和两种起源于胚胎干细胞的细胞建立了全基因组核染质图。该
论文在《自然》杂志7月1日在线版中发表。论文为绘制几乎所有种类细胞的完整核染质图提供了一个概念性方案。最令人吃惊的发现之一是细胞含有一个清晰的核染质代码，该代码显示出这些细胞已经做了的和准备做出的发展选择。
哈佛大学博大研究院准成员和马萨诸塞州总医院与哈佛医学院副教授布拉德利.伯恩斯坦是该论文的作者之一。他说，“揭开核染质的秘密将大大促进对身体内细胞（具有几乎相同的脱氧核糖核酸）是如何表现出如此大差异结构和功能的了解。通过采用一种新的脱氧核糖核酸排序技术，我们能够比以前拥有更大分辨率和更加有效地了解核染质的基因。”
核染质蛋白质不仅仅只是基因的包裹材料。通过分析确定这些核染质的不同化学组的功效，发现这些蛋白质的作用是使双螺旋部分向细胞机器张开，或者关闭，从而控制基因打开或者关闭。
破译该“外层”代码需要精确定位与细胞中脱氧核糖核酸相邻的核染质蛋白质。在理论上，科学家们能够使用专门的脱氧核糖核酸切片来推断位置。在实践中，尽管这一技术在建立哺乳动物核染质全基因图方面很缓慢和昂贵，但是现在一种新的大规模平行脱氧核糖核酸排序方法成为了找出核染质结构全基因图的方便途径。基于单分子排序的该技术使同时读取十亿个脱氧核糖核酸“字母”成为可能。伯恩斯坦说，“单分子破译脱氧核糖核酸方法现在正开启一扇解答核染质、实验胚胎学和许多其它生物学领域疑问的大门。”
通过使用这项新技术，研究人员开始着手研究细胞中核染质的完全不同表现。他们对核染质蛋白质分类进行了分析，每个核染质蛋白质都有一个独特的化学标记，标明基因是打开的还是关闭的。科学家使用老鼠胚胎干细胞对这些蛋白质和其它两种后代细胞进行了检测。众所周知，胚胎干细胞几乎可以形成所有组织。后代细胞在他们能选择的发展道路上更具有局限性。
最著名的研究发现之一就是使用核染质来研究已经做出发展选择细胞的过去，探索细胞未来，以便找出细胞的潜在选择。预测主要基于“二价染色体域”修改过后的核染质的独特结构，“二价染色体域”是重要基因的控制领域。该域结合了活性和抑制性化学物，使基因保持平静准备以后的活动。
二价染色体域因在胚胎干细胞中所扮演的角色而闻名，可以帮助干细胞保持广泛的发展选择。但是从新全基因核染质数据中，科学家们发现这些域同样具有更加专业类型干细胞的功能。比如，在神经无干细胞中，二价染色体域就很接近对各种类型脑细胞很重要的基因，但是却明显缺少只在皮肤细胞或者血细胞中存在活性的基因。
哈佛大学博大研究院研究员和哈佛麻省理式卫生科学与技术研究生塔杰.米克尔森是该论文的第一作者，他说，“透过显微镜看一个细胞经常无法辩明细胞是属于哪一类细胞，或者细胞是不是更重要，及这个细胞未来可能发展成什么。但是通过在基因级上破译其核染质，我们现在就可以系统地解答这些问题。”
博大研究院院长埃里克.兰德尔也是该论文的作者之一，他说，“我们对细胞身份的了解有点茫然。按照这一方法一个肝细胞是不同于皮肤细胞的。这非常像我们对
遗传的了解优先于对脱氧核糖核酸的了解。核染质图显示，直接阅读所有细胞过去和未来的完整描述成为可能。如果成真，这将大大促进我们对发展生物学和再生医学的了解。”
除了获得细胞关键的发展决定外，核染质图同时还可以涵盖其它新生物信息。一种核染质类型的更改标明的不是基因的控制领域，而是他们的“身体”——从基因首次开始至他们的结束。科学家们发现这些“身体”不仅标明了典型基因的身份（对蛋白质进行编码），而且还标明了只制造RNA的非编码基因。这些标记可为精确绘制所有基因组基因图提供实用的处理方法，这对于其它方法而言则具有相当大的挑战性。（雅龙）
原文链接：
http://www.sciencedaily.com/releases/2007/07/070702084302.htm
作者：
2007-7-5