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宋红军、金鹏教授Cell子刊发布表观遗传惊人发现

时间:2015-12-23 21:58来源:生物通   作者:未知 点击: 97次

来自约翰霍普金斯大学医学院、埃默里大学医学院的研究人员揭示出了Lin28A一种惊人的新作用,证实Lin28A结合活化启动子,并招募Tet1调控了基因表达。这一研究发现发布在12月17日的《分子细胞》(Molecular cell)杂志上。

约翰霍普金斯大学医学院神经学教授、细胞工程研究所干细胞项目负责人宋红军(Hongjun Song)博士,及埃默里大学医学院人类遗传学系终身教授金鹏(Peng Jin)是这篇论文的共同通讯作者。宋红军教授的夫人明国丽(Guo-Li Ming)是这篇论文的合著作者之一。

RNA结合蛋白(RBP)是决定细胞分化、活动力和其他过程的调节子。LIN28是一种高度保守的RBP,在线虫和高等物种中有着复杂的调节机制和表达方式。它对微小RNA表达的调节、骨髂肌及心肌分化、肿瘤形成、多潜能诱导等多种发育的重要事件中起关键作用。

Let-7 miRNA最初发现于秀丽隐杆线虫,调节增殖和分化,序列和功能高度保守。近年来Let-7 miRNA成为了研究最为广泛的miRNA家族之一。通过转录后调控机制,let-7可特异性结合到信使RNA(mRNA)上,从而降解靶基因mRNA或抑制其翻译。近年大量的研究间接表明Lin28能够阻断多种miRNA(如Let-7 miRNA)的生物合成。Lin28/let-7通路参与了包括干细胞功能及肿瘤发生等多种生物功能。迄今为止描述的Lin28A所有生理功能都被归因至Lin28A对let-7 miRNA生物合成的抑制或是调节了mRNA的翻译效率。

TET家族是重新调控已分化细胞的一种重要功能蛋白,在DNA去甲基化过程和干细胞重编程、抑制肿瘤细胞增殖等方面起关键作用。人类TET蛋白家族共有3名成员:Tet1、Tet2和Tet3,其中Tet1发现最早。Tet1是一个活跃的5mC羟化酶,具备在体内、体外羟化5-甲基胞嘧啶(5mC),为5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)的活性,从而启动DNA去甲基化过程,使得DNA甲基化介导的基因沉默重新激活。另一方面,Tet1蛋白本身还具有将5hmC进一步催化为5-甲酰胞嘧啶(5fC)和5-羧基胞嘧啶(5ca)的能力,生成的5ca也可以被TDC识别并切除。

在这篇新文章中,研究人员在体外及体内小鼠胚胎干细胞中证实Lin28A直接结合了一段DNA共有序列。他们采用染色体免疫共沉淀测序(ChIP-seq)和转录组测序(RNA-seq)技术,揭示出Lin28A富集性结合在转录起始位点周围,Lin28A基因组占据与许多相关基因的表达呈正相关性。机制研究表明,Lin28A招募Tet1到达一些基因组结合位点调节了5mC和5hmC的动态。敲低Lin28A或Tet1可导致DNA甲基化及共同靶基因表达失调。

这些研究结果揭示出了,Lin28A通过表观遗传DNA修饰在转录调控中所起的一种惊人的作用,对于了解Lin28A在哺乳动物系统中具有多方面功能的潜在机制具有重要意义。

(责任编辑:泉水)
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