來(lái)源：生物谷

       發(fā)表于國(guó)際雜志Cell Systems上的一項(xiàng)研究中，來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校（UC San Francisco）的研究人員通過(guò)研究開(kāi)發(fā)出了一種方法，首次利用光束來(lái)精確控制胚胎干細(xì)胞的分化，從而使其可以分化成為神經(jīng)細(xì)胞來(lái)進(jìn)行精確的體外研究提供一定幫助。

       研究者M(jìn)atthew Thomson說(shuō)道，我們發(fā)現(xiàn)了一種基本的機(jī)制，細(xì)胞可以利用該機(jī)制來(lái)決定是否進(jìn)行發(fā)育；在胚胎發(fā)育期間，干細(xì)胞會(huì)表演一段精心安排的“舞蹈”，隨后其會(huì)從無(wú)作用、未分化的形式轉(zhuǎn)化成為構(gòu)建機(jī)體主要器官系統(tǒng)的細(xì)胞。近些年來(lái)科學(xué)家們?cè)谖捶只母杉?xì)胞中發(fā)現(xiàn)了很多可以編碼干細(xì)胞發(fā)育的基因，而揭示這些細(xì)胞如何忽視嘈雜的波動(dòng)以及快速反應(yīng)形成機(jī)體所需細(xì)胞一直是科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)。

       為了檢測(cè)干細(xì)胞如何將發(fā)育線索作為關(guān)鍵的信號(hào)或是外部“噪音”，科學(xué)家們對(duì)培養(yǎng)中的小鼠胚胎干細(xì)胞進(jìn)行了工程化操作，他們利用藍(lán)色光脈沖開(kāi)啟了一種名為Brn2的基因，該基因是一種潛在的神經(jīng)分化的線索，通過(guò)調(diào)整光脈沖的強(qiáng)度和持續(xù)性，研究者就可以實(shí)現(xiàn)精確控制Brn2的劑量，并且觀察細(xì)胞的反應(yīng)。研究者表示，如果Brn2信號(hào)足夠強(qiáng)的話，干細(xì)胞就會(huì)快速轉(zhuǎn)化成為神經(jīng)元。

       隨后研究者利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)給一種名為Nanog的轉(zhuǎn)錄因子添加上了一個(gè)熒光探針，這樣在正常情況下其就可以扮演干細(xì)胞分化的制動(dòng)器了，Nanog就可以被用來(lái)讀取細(xì)胞決策制定的情況。轉(zhuǎn)錄因子Nanog本身就是一種時(shí)間調(diào)節(jié)器，當(dāng)Brn2信號(hào)開(kāi)啟時(shí)，其就會(huì)干擾分子回路來(lái)保持細(xì)胞處于穩(wěn)定和未分化的狀態(tài)，而Nanog的水平就會(huì)隨之降低；如果如果Nanog用盡而B(niǎo)rn2信號(hào)持續(xù)存在的話，就會(huì)使得干細(xì)胞快速轉(zhuǎn)化成為神經(jīng)元。

       最后研究者Thomson說(shuō)道，細(xì)胞并不是傀儡，其是一種可以持續(xù)解釋信息的的介質(zhì)，就好比大腦一樣；如果我們想精確地操控細(xì)胞命運(yùn)，那么我們必須理解細(xì)胞中信息處理的機(jī)制，并且理解這種機(jī)制如何發(fā)生。