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Nat Struct Mol Biol:德国美因茨分子生物学研究所科学家解开DNA去甲基化的谜团
文/admin      2016/01/15
  在1月11日的《Nature Structural and Molecular Biology》上,德国美因茨分子生物学研究所(IMB)的科学家,已经确定了“表观遗传标记如何被从DNA中去除”这个谜题的一个缺失部分。针对DNA去甲基化的研究,进一步阐释了对于发育和疾病(如癌症)至关重要的一个基本过程。表观遗传学是由基因表达的遗传性变化定义的,并不是来自于DNA序列本身的变化。
 
  表观遗传学过程在一系列疾病中发挥主要作用,如心血管疾病、神经退行性疾病和癌症。其中最显著的表观遗传学过程是DNA甲基化,动物DNA的四个碱基之一通过一个甲基标记。DNA甲基化通常会降低周围基因的活性。
 
  关于甲基标记是如何被放置在DNA上的,我们已经了解很多,但它们是如何去除的——这一过程称为DNA去甲基化,从而基因是如何被重新激活的,我们尚不明确。在这项研究中,IMB科学家已经确定了两个蛋白——Neil1与Neil2,对于DNA去甲基化是至关重要的。本文第一作者Lars Schomacher指出:“这些蛋白解释了‘DNA如何被有效的去甲基化’的一连串事件中的一个缺失环节。”
 
  有趣的是,DNA去甲基化已被证明涉及DNA修复机制的蛋白质。因此,表观遗传学基因调控和基因组的维护是联系在一起的。Schomacher和他的同事们在Neil1与Neil2中发现了两个以上的修复因子,不仅能保护DNA的完整性,而且还参与了DNA去甲基化。研究人员表明,Neils的作用是增加另一种蛋白质Tdg的活性,已知这个蛋白对于DNA去甲基化是至关重要的。
 
  Neils和Tdg是对于生存和发育必不可少的蛋白质。Schomacher等人进行了实验,他们在一个非常早期的青蛙胚胎中去除了这些蛋白质中的任意一个。他们发现,胚胎出现了严重的发育问题,并在成年期之前死亡。
 
  无法设置和重置DNA上的甲基标记,与发育异常和癌症相关,在这些疾病当中,细胞忘记了它们是什么类型,并开始不受控制地分裂。了解哪些蛋白质负责DNA去甲基化,将有助于我们了解更多关于这种疾病的进程,并可能为开发新疗法提供新的途径。
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