DNA甲基化及组蛋白修饰在基因表达调控中的作用及其分子机理的研究。在高等生物中比较普遍的DNA修饰方式主要是胞嘧啶甲基化,生成5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,5mC),这一过程可以通过Tet家族双加氧酶(dioxygenases),转化成另外一种修饰形式:5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine,5hmC)。这些表观遗传学修饰也被称为DNA的第5种,和第6中碱基。尽管随着表观遗传学研究的深入,这些修饰形式的重要性已经得到了肯定,然而这些胞嘧啶修饰是如何逆转的,科学家们还并不清楚。
Tet双加氧酶可以将5mC和5hmC氧化成5-胞嘧啶羧基(5-carboxylcytosine,5caC),之后5caC会被胸腺嘧啶DNA糖基化酶(TDG)识别并消化。Tet蛋白是重新编程已经分化的细胞的一种重要功能蛋白,人类和小鼠都拥有Tet蛋白,研究发现这种蛋白在DNA脱甲基过程和干细胞重新编程方面起关键作用。Tet在体内和体外实验中都能将5mC和5hmC氧化成5-胞嘧啶羧基(5-carboxylcytosine,5caC),并且进一步TDG敲除实验也说明5caC的积累。这些研究数据都表明5mC转变成5caC,继而被消化的过程是DNA去甲基化的一条重要途径。DNA甲基化修饰研究的重要进展:发现了两种新型的DNA碱基:5fC(5-胞嘧啶甲酰)和5caC(5-胞嘧啶羧基)。
Tet蛋白也起到了关键作用,研究人员发现在一个4步反应的*步中,Tet蛋白能将第5种碱基转变为第6种碱基,但他们没有再接再厉,继续进行该实验,导致他们未能发现第7种、第8种碱基。在的研究中,研究人员重新设计了实验并探测到了的两种DNA碱基,并在人体胚胎干细胞和实验老鼠器官染色体组的DNA中发现了它们的踪迹。
(来源:上海泛柯实业有限公司)
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