Cell新發現顛覆表觀遺傳傳統認知
日期：2012-08-24 07:58:56
來自美國托馬斯杰斐遜大學的一個研究團隊獲得了關于組蛋白修飾作用相反的證據。在一項果蠅胚胎研究中，他們發現親代的甲基化組蛋白并沒有轉移給子代DNA。相反，在DNA復制后，由新合成的未修飾組蛋白組裝成了新的核小體。相關論文發布在8月23日的《細胞》（Cell）雜志上。
托馬斯杰斐遜大學生物化學和分子生物學教授、費城杰斐遜金梅爾癌癥中心成員Alexander M. Mazo 博士說：“基本上，在DNA復制過程中所有的組蛋白都離開，未修飾的新組蛋白進來。話句話說，我們發現組蛋白修飾蛋白質隱藏在了整個復制DNA途中，而非當前認為的組蛋白‘跳過’了這一過程?！?/SPAN>
他繼續說：“這篇文章告訴我們這些組蛋白修飾蛋白不知為何能夠經受DNA復制機器的通過。它們仍然坐在它們的反應結合位點，并很有可能它們重建了組蛋白修飾，最終確定了染色質結構使得靶基因激活或抑制?！?/SPAN>
由于看起來這些組蛋白修飾蛋白——維持基因表達的Trithorax-group (TrxG)和在基因表觀沉默中起作用的Polycomb-group (PcG)——在新組裝的未甲基化組蛋白上重建了組蛋白密碼，研究小組認為它們有可能充當了表觀遺傳標記。
表觀遺傳學是指在基因組的水平上研究不改變DNA序列而通過表觀遺傳修飾調控基因表達改變的學科。由于被認為有可能解釋衰老、人類發育和如癌癥、心臟病和精神疾病等疾病起源的機制，近年來表觀遺傳學標記成為了一個重要的焦點。
根據如今廣泛接受的應用模式，甲基化組蛋白的尾部通過松開或緊固核小體結構，“開啟”或“關閉”DNA中的基因，因此改變轉錄因子和其他蛋白與DNA的可接近性。
Mazo 博士說：“人們認為在復制過程中所有東西都會從DNA清除掉，這些甲基化的組蛋白充當了表觀遺傳標記，因為人們相信它們快速從親代DNA跳到了子代DNA。但卻沒有試驗證據來支持這一理論。”
研究人員采用了染色質免疫沉淀（ChIP）檢測，并開發出了幾種新方法分析蛋白質與新合成DNA的相互作用，追蹤了修飾和未修飾組蛋白，以及非組蛋白確定了從DNA最初分離通過不同的胚胎階段它們的存在和作用。
新的數據表明TrxG 和 PcG而非甲基化蛋白整個復制過程中仍與DNA結合在一起，這有可能對于科學家們研究表觀遺傳標記的途徑產生重要的影響。
根據Mazo博士所說，評估哪些非組蛋白隨著DNA復制仍然穩定地與DNA上的位點相結合，而非側重于多種類型的修飾組蛋白，有可能更為實用，因為它們有可能通過恢復子細胞中組蛋白的修飾狀態攜帶了必要的表觀遺傳信息。
“了解在哺乳動物中核小體裝配的方式是否與果蠅胚胎中的相似，以及在發育和疾病的細胞分化過程中這些機制是否仍未發生改變也是非常重要的，”他補充說。
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