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Nature破解百年爭論：基因抵抗沉默新機制
來源:生物通
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作者:admin
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發(fā)布時間: 2013-10-12
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來自哈佛干細胞研究所（HSCI）的研究人員破解了一個百年以來的爭論：DNA甲基化作用的出現(xiàn)是用于沉默基因表達，還是在甲基化出現(xiàn)前，基因就已經(jīng)能通過其他方式被關(guān)閉了。
來自哈佛干細胞研究所（HSCI）的研究人員破解了一個百年以來的爭論：DNA甲基化作用的出現(xiàn)是用于沉默基因表達，還是在甲基化出現(xiàn)前，基因就已經(jīng)能通過其他方式被關(guān)閉了。 生物通 www.ebiotrade.com
這一研究成果公布在10月9日的Nature雜志上。研究人員指出，甲基化實際上能強制關(guān)閉基因表達，而最新發(fā)現(xiàn)的一種新型非編碼RNA能特異性抑制DNA甲基化，從而啟動某些腫瘤抑制因子的表達，因此這項研究將有助于治療癌癥等疾病。
領導這一研究的是哈佛干細胞研究所資深研究員Daniel Tenen，其研究組今年還曾發(fā)表文章，在最具侵襲性的肝癌中鑒別出了一個已知調(diào)控胚胎干細胞自我更新的基因，由此開始積極地尋找能夠阻斷其活性的藥物。生物通 www.ebiotrade.com
促成細胞記憶的主要機制之一是將一種化學基團甲基團添加到DNA序列上，這一過程就稱之為甲基化作用。DNA甲基化會導致基因關(guān)閉?；虮磉_中的這些可以遺傳，但卻并不直接書寫在DNA序列上的改變就稱之為表觀遺傳。
在這篇文章中，Tenen和他的同事發(fā)現(xiàn)在DNA轉(zhuǎn)錄到RNA的過程中，基因會產(chǎn)生一種被研究人員命名為“附加編碼RNA（extracoding RNA，生物通譯）”的物質(zhì)，這些少量RNA會停留在細胞核內(nèi)，并結(jié)合上DNMT1，阻斷其甲基化能力，沉默基因。這種RNA的新功能將能被用作基因表達的開關(guān)，應用于臨床治療方面。生物通 www.ebiotrade.com
DNMT1也就是DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1（DNA methyl transferase 1），是DNA甲基化過程中的一種關(guān)鍵酶，能以S-腺苷甲硫氨酸(SAM) 為甲基供體，將甲基轉(zhuǎn)移到特定的堿基上。
“我們這項研究證明了extracoding RNA能保護基因不進行甲基化作用，這雖然只是在一個基因中得到證實，但很可能是一種通用機制”，Tenen說，“當我們通過各種途徑關(guān)閉這種RNA時，基因就會進行甲基化。”生物通 www.ebiotrade.com
不過具有諷刺性意味的是，DNMT1長期以來被認為是一種DNA結(jié)合酶，因此這項研究發(fā)現(xiàn)它竟然能很好的與extracoding RNA結(jié)合，這令人感到驚訝，Tenen解釋說。
“如果把extracoding RNA加入到細胞中去，實際上就抑制了DNMT1維持基因甲基化模式的能力，并且會導致一種基因選擇性模式的去甲基化進程” ，Tenen說，“有趣的是癌癥和其他疾病的治療方法之一，就是利用去甲基化試劑，因此這項研究將有助于直接進行基因特異性甲基化治療?！鄙锿?www.ebiotrade.com
DNA甲基化往往與很多疾病中都有關(guān)，如在癌癥中，癌細胞的抑癌基因就通過DNA甲基化而被抑制。這項研究發(fā)現(xiàn)一種與急性骨髓性白血病，肺癌和其他類型癌癥都相關(guān)的抑癌基因CEBPA的RNA能夠結(jié)合上DNMT1，防止CEBPA 的甲基化。這提示研究人員引入這種RNA，也許就能夠選擇性的去甲基化某些基因，從而啟動腫瘤抑制因子的表達。
參與這項研究的還有博士后Annalisa Di Ruscio，實驗室工作人員Alexander Ebralidze等人。
這一研究成果公布在10月9日的Nature雜志上。研究人員指出，甲基化實際上能強制關(guān)閉基因表達，而最新發(fā)現(xiàn)的一種新型非編碼RNA能特異性抑制DNA甲基化，從而啟動某些腫瘤抑制因子的表達，因此這項研究將有助于治療癌癥等疾病。
領導這一研究的是哈佛干細胞研究所資深研究員Daniel Tenen，其研究組今年還曾發(fā)表文章，在最具侵襲性的肝癌中鑒別出了一個已知調(diào)控胚胎干細胞自我更新的基因，由此開始積極地尋找能夠阻斷其活性的藥物。生物通 www.ebiotrade.com
促成細胞記憶的主要機制之一是將一種化學基團甲基團添加到DNA序列上，這一過程就稱之為甲基化作用。DNA甲基化會導致基因關(guān)閉?；虮磉_中的這些可以遺傳，但卻并不直接書寫在DNA序列上的改變就稱之為表觀遺傳。
在這篇文章中，Tenen和他的同事發(fā)現(xiàn)在DNA轉(zhuǎn)錄到RNA的過程中，基因會產(chǎn)生一種被研究人員命名為“附加編碼RNA（extracoding RNA，生物通譯）”的物質(zhì)，這些少量RNA會停留在細胞核內(nèi)，并結(jié)合上DNMT1，阻斷其甲基化能力，沉默基因。這種RNA的新功能將能被用作基因表達的開關(guān)，應用于臨床治療方面。生物通 www.ebiotrade.com
DNMT1也就是DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1（DNA methyl transferase 1），是DNA甲基化過程中的一種關(guān)鍵酶，能以S-腺苷甲硫氨酸(SAM) 為甲基供體，將甲基轉(zhuǎn)移到特定的堿基上。
“我們這項研究證明了extracoding RNA能保護基因不進行甲基化作用，這雖然只是在一個基因中得到證實，但很可能是一種通用機制”，Tenen說，“當我們通過各種途徑關(guān)閉這種RNA時，基因就會進行甲基化。”生物通 www.ebiotrade.com
不過具有諷刺性意味的是，DNMT1長期以來被認為是一種DNA結(jié)合酶，因此這項研究發(fā)現(xiàn)它竟然能很好的與extracoding RNA結(jié)合，這令人感到驚訝，Tenen解釋說。
“如果把extracoding RNA加入到細胞中去，實際上就抑制了DNMT1維持基因甲基化模式的能力，并且會導致一種基因選擇性模式的去甲基化進程” ，Tenen說，“有趣的是癌癥和其他疾病的治療方法之一，就是利用去甲基化試劑，因此這項研究將有助于直接進行基因特異性甲基化治療?！鄙锿?www.ebiotrade.com
DNA甲基化往往與很多疾病中都有關(guān)，如在癌癥中，癌細胞的抑癌基因就通過DNA甲基化而被抑制。這項研究發(fā)現(xiàn)一種與急性骨髓性白血病，肺癌和其他類型癌癥都相關(guān)的抑癌基因CEBPA的RNA能夠結(jié)合上DNMT1，防止CEBPA 的甲基化。這提示研究人員引入這種RNA，也許就能夠選擇性的去甲基化某些基因，從而啟動腫瘤抑制因子的表達。
參與這項研究的還有博士后Annalisa Di Ruscio，實驗室工作人員Alexander Ebralidze等人。