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NIBS Nature子刊发表表观遗传学研究成果

日期:2016-06-12 08:57:12

 表观遗传学修饰可以在不改变DNA序列的情况下调控基因的活性,对于人类发育、人类疾病和环境影响有深远的意义。DNA甲基化是最常见的一种表观遗传学修饰,广泛参与了细胞对基因表达的控制,在细胞生长、细胞分化、细胞增殖和疾病状态中起到了关键性的作用。

 

转座元件和其他重复DNA序列往往会受到甲基化和转录沉默。不过,人们对这些区域的抗沉默机制还知之甚少。北京生命科学研究所(NIBS)的研究人员对此进行深入研究,揭示了BRAT1BRP1防止转录沉默的分子机制。这项研究发表在六月七日的Nature Communications杂志上,文章通讯作者是北京生命科学研究所的高级研究员何新建(Xin-Jian He)。

 

研究人员在拟南芥中进行遗传筛选,鉴定了抵抗转录沉默的因子BRAT1。研究显示,BRAT1与含有ATPase结构域的BRP1相互作用,可以阻止基因组甲基化区域的转录沉默。虽然BRAT1介导一些位点的DNA去甲基化,但BRAT1的抗沉默作用并不依赖于去甲基化。研究人员指出,BRAT1会结合乙酰化的组蛋白,进而对抗甲基化位点的转录沉默。由此可见,甲基化位点的抗沉默机制与组蛋白乙酰化有关。

 

哺乳动物细胞的甲基化模式是在发育过程中逐渐形成的,比如说在胚胎着床前会发生大规模的基因组去甲基化。加州大学和台湾中央研究院的科学家们对发育53 137天的人类胎儿生殖细胞(prenatal germline cell)进行研究,揭示了人类胎儿生殖细胞中的去甲基化动态。

 

人类一生可以说是一个不断做出选择的过程,比如决定是否节食、锻炼或者吸烟。这些选择会对我们的寿命产生或好或坏的影响。爱丁堡大学的研究团队在Genome biology杂志上发表文章指出,生活方式和环境对甲基化图谱影响很大,甲基化模式实际上能够预测死亡。

 

众所周知,运动能够改善包括代谢、肺活量在内的多项身体机能。Karolinska大学医院的研究人员在分子水平上解析了运动施加上述影响的机制。研究指出,体育锻炼能促进肌肉重塑,改变肌肉的纤维结构和蛋白组成。而这种肌肉重塑效果是通过表观遗传学机制实现的。