En av de fyra ingredienserna i den genetiska recept som forskare i Japan och USA följde förra året för att övertala mänskliga hudceller att återgå till en embryonala stamceller staten, är onödigt i ES-celler, tack vare närvaron av en molekylär allians mellan en specifik grupp av viktiga proteiner som kallas transkriptionsfaktorer, en forskargrupp ledd av Genome Institute i Singapore (GIS) inom myndighet för vetenskap, teknologi och forskning (A * STAR) redovisar i det senaste numret av Nature Cell Biology.
Omprogrammeringen faktorn - Klf4, en av de transkriptionsfaktorer som avgör om en cell gener är aktiva eller tysta - har minst två andra syskon molekyler som kommer att ersätta Klf4 att upprätthålla en pluripotenta embryonala stamceller (ES) celler staten, GIS-ledda laget sa.
Klf4 (även känd som gut-berikad Krüppel-liknande faktor eller Gklf) tillhör Krüppel-liknande faktor (KLF) familj av transkriptionsfaktorer som reglerar många biologiska processer, inklusive proliferation, differentiering, utveckling och apoptos eller programmerad celldöd.
Sedan omprogrammering mogna celler till ES staten kan ge en klar källa till vävnad för biomedicinsk forskning och klinisk behandling av sjukdomar som Parkinsons och diabetes, flera laboratorier, bland annat GIS, försöker att bättre förstå och finjustera omprogrammeringen processen.
Teamet letar efter ledtrådar till vad dessa omprogrammering ingredienser gör i ES-celler.
"Klf4 har varit en mystisk spelare bland de fyra omprogrammering faktorer. Som tar ut Klf4 i ES-celler har inte haft några synliga effekter, är det svårt att förena varför en sådan potent omprogrammering faktor har ingen roll i ES cellbiologi," sade GIS vetenskapsman Ng Huck Hui, Ph.D., som ledde forskargruppen. Andra medlemmar i teamet ingår forskare från National University of Singapore och University of Illinois i Urbana-Champaign.
GIS Forskargruppen fann att när Klf4 var uttömda, tog Klf2 och Klf5 över Klf4 roll. För att förstå den molekylära grunden för Klf4 redundans, studerade forskarna DNA-bindande och transkription egenskaper aktivering av tre Klfs och fann att profilerna för de tre Klfs var slående lika.
"Viktigast visade data att andra Klfs var bundna till målet webbplatser när en av dem var uttömda." säger Dr Ng. "Dessa Krüppel-liknande faktorer utgör en mycket kraftfull allians som arbetar tillsammans för att reglera gemensamma mål. Effekterna av att förlora en av dem är maskerade med de andra två syskon molekyler."
Till exempel var Klfs fann att reglera NANOG genen och andra viktiga gener som måste vara aktiv för ES-celler vara pluripotenta, eller som kan skilja i praktiskt taget alla typer av celler. Nanog gen är en av de viktigaste pluripotens gener i ES-celler.
"Vi föreslår att NANOG och andra gener är viktiga effektenheter för den biologiska funktioner Klfs i ES-celler," Dr Ng sa.