幹細胞與分化

細胞分化(cell differentiation)

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想像一群一模一樣的新兵,他們都讀著同一本厚重的規章手冊。隨著時間推移,有人成了廚師,有人成了司機,有人成了醫務兵——每個人只翻開手冊中與自己工作相關的頁面,而忽略其餘部分。細胞分化正是如此:本來都共用同一本遺傳規章手冊的細胞,透過使用其中不同的部分,變成了不同的專門化類型。

確切地說,分化是一個較不專門化的細胞變成更專門化細胞的過程,從而獲得某一特定細胞類型——肌肉細胞、神經細胞、紅細胞——獨特的結構與功能。關鍵在於,這幾乎從不涉及改變 DNA 本身;它是由選擇性的基因表達驅動的,每種細胞類型都打開某些基因、關閉另一些基因,並常常透過表觀遺傳標記把這些選擇鎖定下來。細胞之所以看起來和行為不同,是因為它在讀取同一套指令中不同的子集。

分化之所以重要,是因為正是它讓一個受精卵變成了由數百種不同細胞類型協同工作的身體。在正常條件下它通常是一條單行道——一個成熟的神經元不會隨隨便便地變回幹細胞——這恰恰是重新編程之所以是一項令人驚訝的發現的原因。一種常見誤解是認為分化細胞「丟失」了基因;事實上它們保留著完整的基因組,只是把其中大部分沉默了下來。

一個肌肉前體細胞打開了肌肉特異性的基因,製造出收縮蛋白,與鄰近細胞融合,最終變成一根長長的、帶條紋的肌纖維。它的 DNA 與皮膚細胞的完全相同——改變的只是它所讀取的基因。

分化:一個前體細胞透過讀取肌肉基因而非改變 DNA,變成了肌肉。

分化改變的是細胞使用哪些基因,而不是它擁有哪些基因——你體內幾乎每個細胞都攜帶著同一套完整基因組,包括那些它永遠不會用到的基因。

又稱
differentiation细胞特化細胞特化