Nature：表觀遺傳與基因調控的新發現
日期：2015-12-18 08:50:21
最近在《Nature》雜志發表的一篇研究中，瑞士Friedrich Miescher生物醫學研究所（FMI）的Dirk Schübeler和他的研究小組，描述了轉錄因子和DNA表觀遺傳修飾之間的相互作用，會對基因調控有何影響。科學家發現，轉錄因子可以通過DNA甲基化模式的改變而間接合作：通過去除甲基原子團，一些轉錄因子為周圍區域結合其他轉錄因子而做好準備。因此，本研究更進一步闡明了甲基原子團在基因調控中發揮的復雜作用。
一個細胞中的基因被讀取的過程，是高度復雜的。轉錄因子結合DNA上特定的基序——具有明確定義的堿基序列的結合位點。因此，它們決定著細胞中的哪些基因是活躍的，哪些基因不是活躍的。有趣的是，雖然大量的這些基序發生在我們的基因組中，但只有一小部分被識別和結合。因此，一個基序是否結合一個轉錄因子，不僅取決于特定的序列，而且也取決于它的可訪問性。
在《Nature》發表的這項研究中，Dirk Schübeler和他在FMI的研究小組現在已經證明，某些轉錄因子只能結合未甲基化的結合位點。在他們的研究中，Silvia Domcke和Anaïs Bardet（兩位第一作者）將干細胞中的DNA上的所有甲基去除，然后再次確定轉錄因子結合所發生的位置。Domcke說：“我們發現，在缺乏DNA甲基化時，某些敏感的轉錄因子，如NRF1，占據了許多其他的結合位點，從而導致轉錄增加。由于表觀遺傳學標記，這些結合位點以前沒有被訪問。“如果這些位點后來被重現甲基化，轉錄因子就被取代，這些基因就不再被讀取出來。
然而，科學家們還發現，一些轉錄因子對甲基化不敏感：這些因子可以結合甲基化DNA，甚至引發其去甲基化，從而為敏感因子做好準備。在這項研究中，以NRF1的例子說明，它是一個敏感的因子，依賴于其他因子從其結合位點去除甲基化。Bardet解釋說：“我們認為，在 NRF1基序周圍，其他蛋白質是活躍的，與甲基化無關，并引發甲基原子團的去除。這為NRF1奠定了基礎，從而限制和定義了它的活動。”
在更廣泛的背景下，Schübeler評論說：“根據我們在活體細胞中的實驗，我們發現，不同的轉錄因子之間有分層結構，是通過甲基化模式介導的。有一些轉錄因子不能與甲基化DNA結合。這意味著它們是依賴于其他轉錄因子，決定著它們的基序是否被甲基化。
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