日本RIKEN牽頭的國際合作項目FANTOM（Functional Annotation of the Mammalian Genome）在本期Science雜志上發(fā)表了一項具有里程碑意義的新成果。

      研究人員對不同細胞類(lèi)型的RNA表達進(jìn)行了廣泛的分析。他們發(fā)現，當細胞經(jīng)歷表型改變（比如細胞分化）時(shí)，最開(kāi)始活化的是增強子區域。增強子是一種重要的調控開(kāi)關(guān)，一般離自己激活的基因比較遠。

       細胞進(jìn)行分化或者應答外界刺激的時(shí)候，會(huì )發(fā)生受到嚴格控制的轉錄改變。在這一過(guò)程中有兩種調控元件在起作用，位于調控基因附近的啟動(dòng)子，和遠離調控基因的增強子。不過(guò)，人們此前并不清楚這兩種元件的作用順序，推測它們差不多同時(shí)起作用。

       研究人員讓19種人類(lèi)細胞和14種小鼠細胞經(jīng)歷不同類(lèi)型的改變，并在這一過(guò)程中進(jìn)行檢測和分析。他們發(fā)現，是增強子活化觸發(fā)了一系列后續事件，最終顯著(zhù)改變細胞的表型。

       研究顯示，在細胞受到刺激后的頭15分鐘增強子激活，30-100分鐘特定調控基因（轉錄因子）被激活，然后其他基因陸續激活促成一系列改變。這項研究中的所有細胞都共享這一模式，說(shuō)明這是細胞分化背后的一種通用規則，適用于所有哺乳動(dòng)物細胞。

       研究人員使用自己開(kāi)發(fā)的CAGE技術(shù)，在不同類(lèi)型的細胞改變中，檢測了轉錄的起始情況，涉及了干細胞終末分化、以及細胞對生長(cháng)因子或病原體刺激的應答。

這是FANTOM項目取得的又一個(gè)突破性成果。2014年三月，該項目團隊也是用CAGE技術(shù)鑒定了絕大多數哺乳動(dòng)物細胞使用的啟動(dòng)子和增強子?，F在他們又通過(guò)CAGE技術(shù)明確了這兩種元件的作用順序。

     “這是一個(gè)振奮人心的發(fā)現，可以幫助我們更好的理解細胞的適應和分化，”文章的第一作者Erik Arner說(shuō)。

     “現在我們認識到增強子的主導作用，可以在此基礎上改進(jìn)方法，推動(dòng)胚胎干細胞和iPS細胞的分化。增強子能誘導出組織特異性的基因表達，可能還涉及了表觀(guān)基因組的改變。因此，增強子活性可能是有效細胞操縱的關(guān)鍵，”RIKEN的Yoshihide Hayashizaki在談到這項研究的意義時(shí)說(shuō)。