研究人員發(fā)現(xiàn)了兩種對DNA去甲基化很重要的蛋白質(zhì)
美因茨分子生物學(xué)研究所(IMB)的科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在理解如何從DNA中去除表觀遺傳標(biāo)記方面存在缺失的難題。關(guān)于DNA去甲基化的研究為在發(fā)展和癌癥等疾病中發(fā)揮重要作用的基本過程提供了新的視角。表觀遺傳學(xué)的定義是基因表達(dá)的可遺傳變化,這種變化并非源自DNA序列本身的變化。
表觀遺傳過程在廣泛的疾病中發(fā)揮核心作用,例如心血管疾病,神經(jīng)退行性疾病和癌癥。最顯著的表觀遺傳過程之一是DNA甲基化,其中動物DNA的四個堿基之一用甲基標(biāo)記。DNA甲基化通常會降低周圍基因的活性。
關(guān)于如何將甲基標(biāo)記置于DNA上已經(jīng)有很多了解,但它們?nèi)绾伪蝗コ?- 一個稱為DNA去甲基化的過程 - 因此,基因如何被重新激活仍然沒有被很好地理解。在他們最近發(fā)表于自然結(jié)構(gòu)和分子生物學(xué)的研究中,IMB科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩種蛋白質(zhì),即Neil1和Neil2,它們對DNA的去甲基化非常重要。“這些蛋白質(zhì)是解釋DNA如何有效去甲基化的事件鏈中缺失的一環(huán),”該論文的第一作者Lars Schomacher說。
有趣的是,已經(jīng)證明DNA去甲基化涉及DNA修復(fù)機(jī)制的蛋白質(zhì)。因此,表觀遺傳基因調(diào)控和基因組維持是相關(guān)的。Schomacher和他的同事在Neil1和Neil2中發(fā)現(xiàn)了另外兩種修復(fù)因子,它們不僅可以保護(hù)DNA的完整性,還可以參與DNA去甲基化。研究人員表明,Neils的作用是提高另一種蛋白質(zhì) Tdg的活性,Tdg已知對DNA去甲基化至關(guān)重要。
Neils和Tdg都是生存和發(fā)育的必需蛋白質(zhì)。Schomacher等人。進(jìn)行了實(shí)驗,他們在非常早期的青蛙胚胎中去除了這些蛋白質(zhì)中的任何一種。他們發(fā)現(xiàn)胚胎在成年之前有嚴(yán)重的問題發(fā)展并死亡。
在DNA上設(shè)置和重置甲基標(biāo)記失敗涉及發(fā)育異常和癌癥,其中細(xì)胞忘記它們是什么類型并且開始不受控制地分裂。了解哪些蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)DNA去甲基化將有助于我們更多地了解這些疾病過程,并可能提供新方法來開發(fā)它們。
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