人胚胎干细胞克隆的图像，从上至下，细胞暴露在分化信号下的时间逐渐延长。绿色为Cdx2（滋养层标记），红色为BRY（中胚层标记），蓝色为Sox2（外胚层标记）。
我们的生命都起始于胚胎干细胞。这些细胞通过分裂、特化，最终产生了在体内发挥特定作用的细胞。了解细胞何时以及如何在胚胎干细胞分化的过程获得并维持自己的“身份”，一直是一个重要的科学问题。当细胞忘记自己的身份并转变成错误的类型时，就会引发各种疾病。
近日，英国弗朗西斯克里克研究所的科学家们在《细胞·干细胞》杂志上发表论文称，人类胚胎干细胞的不可逆分化是由一组新发现的“早期承诺基因”激活介导的。此外，研究人员还首次明确了胚胎干细胞不可逆分化的时间点。
“通过对干细胞和数学模型的研究，我们发现了负责调控人类胚胎早期发育的一类新基因。一旦这些基因被激活，细胞就会迅速开始分化。大约只需要3天，胚层分化就会出现。几周后，这些胚层会发育为胎儿的所有组织。”克里克定量细胞生物学实验室的研究组组长Silvia Santos说。
在这些早期承诺基因中，GATA3具有重要作用。当GATA3被激活后，胚胎干细胞会很快开始分化。若敲除GATA3，分化过程会减缓而且会发生很多问题。“GATA3对干细胞的健康和及时分化至关重要。一旦它被激活，就会触发一个正反馈循环，帮助维持自身活跃。反过来又能确保细胞保持分化状态，不会逆转回干细胞状态。”克里克定量细胞生物学实验室的Alexandra Gunne-Braden说。
“在分化过程中，细胞获得并维持自己的身份对于其健康功能是必不可少的。因此我们需要对此有更多的了解。我们的研究可能会帮助开发新的治疗途径，用于治疗胚胎发育出错导致的各种疾病。”Silvia Santos说道。