就算是一個小小的細胞也擁有自己的記憶。Basel大學的研究人員最近在Cell Reports雜志上發(fā)表文章指出，蛋白質(zhì)對（protein pairs）是細胞記憶的基礎。

與人類大腦相似的是，細胞也擁有某種記憶能夠儲存信息。為此，細胞需要來自蛋白質(zhì)的正反饋。Attila Becskei教授領導研究團隊發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)在這些反饋回路中形成二聚化配對，使細胞能夠儲存相應的信息。

細胞記憶全靠蛋白質(zhì)對

蛋白質(zhì)對的這種反饋只在特定條件下起作用。“蛋白質(zhì)必須處于正確的濃度才能二聚化，”Becskei教授說。蛋白質(zhì)太少無法形成二聚化配對，細胞也就不能儲存信息。但如果蛋白質(zhì)濃度太高，配對也無法進行。“這和我們?nèi)祟愑悬c像。在擁擠的大城市找對象很難，在僻靜的山村找對象也不容易。我們需要在正確的時間正確的地點遇到正確的人，”Becskei解釋道。

蛋白質(zhì)對一旦形成就會發(fā)出信號，使細胞記住相應的信息。這種記憶會讓細胞對日后的環(huán)境刺激更加敏感，做出更為迅速的應答。

細胞分化也需要蛋白質(zhì)對

研究人員指出，細胞分裂和細胞分化也需要蛋白質(zhì)對反饋的信息。了解這些反饋回路的作用機制有助于正確抹掉細胞的記憶，比如讓一個特化細胞（比如皮膚細胞）退回未分化的干細胞。“對于細胞重編程來說細胞必須先忘記自己曾經(jīng)是一個皮膚細胞，”Becskei表示。“我們將用自己開發(fā)的數(shù)學模型，研究涉及細胞記憶的其他反饋回路。”

日本科學家山中伸彌（Shinya Yamanaka）開發(fā)的iPS技術能將成熟細胞重編程為多能細胞，使其回到類似干細胞的狀態(tài)。這些iPSC可以在體外大量增殖，還能分化為特定的細胞類型（比如心臟、肝臟或神經(jīng)細胞），在疾病模擬、藥物篩選和細胞治療中有著巨大的應用前景，被人們視為細胞療法的新希望。

近年來，iPS重編程已經(jīng)成為了比較成熟的技術。不過，這一技術的具體機制和臨床應用還存在不少爭議。舉例來說，越來越多的研究者們相信，源自不同組織的多能干細胞對自己身世有一種“表觀遺傳學記憶”，這種記憶會顯著影響誘導多能細胞（iPSC）的分化。

2014年12月，McMaster大學的科學家們在Nature Communications雜志上發(fā)表文章指出，來自成體細胞的人類干細胞會“記得”它們曾經(jīng)的身份，傾向于再次成為那樣的細胞。也就是說，要幫助乳腺癌患者進行組織再生最好一開始就選乳腺細胞。

2015年12月，麻省總醫(yī)院等機構的科學家們在Nature雜志上展示了一些參與這種細胞記憶的基因。他們的研究指出，這些基因受到抑制時可有效地消除細胞的記憶，使得細胞更容易重編程。

不過，今年1月Stem Cell Reports雜志發(fā)表的一項研究對此提出了挑戰(zhàn)。如果iPSC確實具有所謂的“表觀遺傳學記憶”，那么與源自于皮膚的iPSC相比，源自于血細胞的iPSC會更容易分化為血細胞。然而這項研究得到了相當明確的結果：當細胞被完全重編程時，它們的來源并沒有造成什么差異。