一项由海德堡大学的研究团队领导的研究揭示了机体发育信号如何在多能干细胞和神经干细胞分裂过程中调控染色体分离的保真度，以及这些信号如何通过调节复制压力来促进基因组镶嵌现象。这项研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上，题为“Developmental signals control chromosome segregation fidelity during pluripotency and neurogenesis by modulating replicative stress”。

 

研究团队利用高分辨率成像技术观察了成千上万个干细胞分裂的过程，发现尽管细胞在分裂过程中通常会遵循精确的遗传蓝图，但在某些情况下，尤其是在神经细胞发育期间，这些过程可能会导致基因组镶嵌现象。基因组镶嵌指的是在一个个体中存在含有不同遗传信息的细胞系，这可能会导致严重的健康问题或疾病。

 

研究者Anchel de Jaime-Soguero博士指出，在生命的各个阶段，由于复制过程中的错误或外界诱变因素的影响，细胞可能会经历突变或其他基因组改变，从而形成基因组镶嵌。研究发现，胚胎发育过程中有两个关键时期，基因组的稳定性面临挑战：一个是早期人类胚胎中常见的染色体增失现象，另一个是在发育中的大脑中神经元生成过程中出现的广泛基因组改变。

 

研究团队发现，那些在胚胎发育中促进正确基因组维护的分子信号，如WNT、BMP和FGF，实际上也可能在特定条件下促进基因组镶嵌现象的发生。这些信号在不同时间和空间条件下的作用有所不同，它们似乎作为DNA复制过程中的“加速器”或“刹车”，影响着基因组的稳定性和染色体分离的准确性。

 

尤其值得注意的是，在神经干细胞中，诱导神经发生的信号同样可以导致高水平的染色体分离错误。这表明，理解这些信号如何影响基因组稳定性和染色体分离的保真度，对于揭示早期胚胎发育期间基因组镶嵌现象的产生至关重要。

 

这项研究的结果强调了形态因子和细胞身份在哺乳动物发育过程中对基因组维护的重要性，特别是它们如何通过调节复制压力来影响染色体分离的保真度，从而促进或抑制基因组镶嵌现象的发生。这对于未来进一步研究基因组镶嵌现象及其在发育障碍中的作用提供了重要的理论依据。