他们说，我们无法逃避我们的过去——无论我们如何改变，我们仍会保留以前的记忆; 同样我们的细胞也是如此。

成体细胞，如皮肤或血细胞，具有一种细胞“记忆”，能够记录它从一个未定型的胚胎细胞发育成一个特定的成体细胞过程中所发生的变化。现在，在美国马萨诸塞州总医院（MGH）工作的哈佛干细胞研究所的研究人员与来自维也纳研究机构的分子生物技术（IMBA）和分子病理学（IMP）方面的科学家一道，已经确定了某种基因当被有效抑制时可消除细胞的记忆，从而使细胞变得更易于重编程，进而可使重编程过程更快更有效。

这项研究最近被发表在自然（Nature）杂志上。

“我们开始这项工作是因为我们想知道为什么皮肤细胞是皮肤细胞，为什么它在第二天或下一个月，或者一年以后不会改变其特性呢？”共同通讯作者Konrad Hochedlinger博士说，他是麻省总医院和哈佛大学干细胞与再生生物学部门的主要教职人员，同时也是细胞重编程方面的世界级专家。

人体内的每个细胞都具有相同的基因组，或DNA蓝图， Hochedlinger解释道，在发育过程中这些基因的激活和沉默决定了何种类型的成体细胞将会产生。通过操纵这些基因并引入新的因子，科学家能够唤醒成体细胞基因组中休眠的部分并将其重编程为其他细胞类型。

但是，“皮肤细胞知道它是皮肤细胞，”IMBA的Josef Penninger说，即使在科学家将那些皮肤细胞重新编程为诱导多能干细胞（iPS细胞）后——这一过程理论上需要一个细胞在假定新的身份之前“忘记”它的旧身份。细胞记忆往往是保守的，这也是重编程过程的一个阻碍。“我们想知道哪些因素能保持这种记忆的稳定，以及什么机制阻止iPS细胞的形成，”Penninger说。

为了确定潜在的因子，该团队建立了一个基因数据库靶向针对已知的染色质调节因子——控制DNA包装和标记的基因，同时该基因也涉及到创建细胞记忆。

Hochedlinger和文章的共同第一作者，也是Hochedlinger实验室的博士后Sihem Cheloufi，设计了可测试这些因素的筛选方法。

筛选的615因子中，研究人员确定了四个染色质调节因子（其中三个此前还未被阐述），当做重编程的潜在障碍。相较于通过抑制先前已知的障碍因子引起的可见的3到4倍的提高，抑制新发现的CAF1（染色质装配因子1）可使该过程的效率提高50至200倍。此外，在没有CAF1的情况下，重编程过程也要快得多：虽然该过程通常需要九天，研究人员却能够在四天后首次检测到iPS细胞。

“CAF1复合物能确保DNA复制和细胞分裂期间的子细胞能保持其记忆，其被编码在DNA缠绕的组蛋白上，”来自于IMBA的共同第一作者Ulrich Elling说道。“当我们阻断CAF-1，子细胞就不能以同样的方式包住它们的DNA，从而失去了这些信息。在这种情况下，它们对外部信号反应更加灵敏，这意味着我们能够更容易地进行操作。“

通过抑制CAF-1，研究人员还能够更方便地使一种类型的成体细胞直接转化为另一种类型，跳过形成iPS细胞的中间步骤，通过一个称为直接重编程或转分化的过程。因此，CAF-1似乎充当着细胞身份的“总护卫”，当其缺失时，一种成体细胞类型更易于转换为另一种类型，以及特定细胞转化成iPS细胞也更便利。

在寻找CAF-1的过程中，研究人员确定一种复合物，它允许细胞记忆被擦除和重写。 “这些细胞忘记自己是谁，从而更容易使它们成为另一种类型的细胞，” Sihem Cheloufi说。

CAF-1可提供一个通用密钥促进细胞重编程去模拟疾病和测试治疗剂，IMP的Johannes Zuber解释道。“最好的情况，”Zuber说，“是有了这种洞察力，我们认为在我们手中有一个通用密钥，使我们可按照自己的意愿去模拟细胞。”