真菌研究：发现DNA甲基化关键所在
2009-05-26 20:36:34 来源： 作者： 评论：0 点击：
俄勒冈州大学实验室的研究人员在调控DNA甲基化机制方面的研究已经走在了世界前列，DNA甲基化是一个基本的生物学过程，它将甲基添加到生物体细胞中的遗传物质DNA上。
DNA甲基化对于植物和动物正常的生长和发育是非常重要的。研究表明DNA甲基化与长时记忆有关系，而且反常的DNA甲基化还和疾病有关系，如癌症。
在俄勒冈州大学分子生物研究室，Eric U. Selker和他的同事使用快速复制、容易操作的真菌，链孢霉菌，研究DNA甲基化的调控。链孢霉菌被认为是适用于这类研究最简单的模式生物。
Selker和实验室的博后Keyur K. Adhvaryu在12月15号的《Genes & Development》杂志上报道，他们证实了磷酸酯酶PP1是DNA正常甲基化所必须的蛋白酶。
在真核细胞中，DNA围绕组蛋白缠绕形成染色质，而且H3组蛋白对DNA甲基化非常重要。“组蛋白是一种简单的结构蛋白，但是我们花了比较长的时间才明白这些组蛋白也是携带有信息的。”Selker说。
Selker和他的前一个博后同事Hisashi Tamaru在2001的《Nature》杂志上发表的文章证实了这一点。他们发现DNA甲基化必须要一种蛋白，DIM-5，一种向H3组蛋白序列中Lysine 9残基上添加甲基的酶。“这是染色质对于DNA甲基化的重要性的第一个可靠的证据。”Selker说。
Adhvaryu和Selker新一期的文章表明PP1对于移除H3序列中Serine 10残基上的磷酸基团非常重要，这个位点靠近DIM-5甲基化的位点，从而完成DNA甲基化。
《Genes & Development》同一期的文章中，马普生物物理化学研究所的生物化学家Wolfgang Fischle高度赞扬了Selker和Adhvaryu的发现。他写到这呈现出了一个大范围的“交叉话题”，涉及到了组蛋白的修饰，从而影响了其他与染色质作用的酶。“Selker和Adhvaryu对组蛋白磷酸化、组蛋白甲基化和DNA甲基化这3者复杂的调节网络提出了进一步的看法。”他说。
“DNA甲基化在链孢霉菌中似乎是一件奢侈的事情，这意味着我们可以按照我们的设想来操作，培养不甲基化的突变体，从而确定甲基化过程中重要的成员，” Selker说，“我们确定了DNA甲基化的方式是受调控的，以及生物体DNA甲基化做什么。我们设想我们在链孢霉菌中的发现适用于其他的生物体系。”在这个情况下，Keyur使用几种不同的手段仔细证实了PP1是正常DNA甲基化所必须的。“DNA甲基化与外源DNA和一系列正常基因的沉默有关系，这些正常基因包括了惰性的X染色体，胎教基因和肿瘤抑制基因，”他说，而且基因的分级甲基化可以导致癌症。
这项研究由Selker申请的美国国立卫生研究院基金和Adhvaryu的美国心脏协会奖学金支持。
本文根据俄勒冈州大学提供的材料改编。
DNA甲基化对于植物和动物正常的生长和发育是非常重要的。研究表明DNA甲基化与长时记忆有关系，而且反常的DNA甲基化还和疾病有关系，如癌症。
在俄勒冈州大学分子生物研究室，Eric U. Selker和他的同事使用快速复制、容易操作的真菌，链孢霉菌，研究DNA甲基化的调控。链孢霉菌被认为是适用于这类研究最简单的模式生物。
Selker和实验室的博后Keyur K. Adhvaryu在12月15号的《Genes & Development》杂志上报道，他们证实了磷酸酯酶PP1是DNA正常甲基化所必须的蛋白酶。
在真核细胞中，DNA围绕组蛋白缠绕形成染色质，而且H3组蛋白对DNA甲基化非常重要。“组蛋白是一种简单的结构蛋白，但是我们花了比较长的时间才明白这些组蛋白也是携带有信息的。”Selker说。
Selker和他的前一个博后同事Hisashi Tamaru在2001的《Nature》杂志上发表的文章证实了这一点。他们发现DNA甲基化必须要一种蛋白，DIM-5，一种向H3组蛋白序列中Lysine 9残基上添加甲基的酶。“这是染色质对于DNA甲基化的重要性的第一个可靠的证据。”Selker说。
Adhvaryu和Selker新一期的文章表明PP1对于移除H3序列中Serine 10残基上的磷酸基团非常重要，这个位点靠近DIM-5甲基化的位点，从而完成DNA甲基化。
《Genes & Development》同一期的文章中，马普生物物理化学研究所的生物化学家Wolfgang Fischle高度赞扬了Selker和Adhvaryu的发现。他写到这呈现出了一个大范围的“交叉话题”，涉及到了组蛋白的修饰，从而影响了其他与染色质作用的酶。“Selker和Adhvaryu对组蛋白磷酸化、组蛋白甲基化和DNA甲基化这3者复杂的调节网络提出了进一步的看法。”他说。
“DNA甲基化在链孢霉菌中似乎是一件奢侈的事情，这意味着我们可以按照我们的设想来操作，培养不甲基化的突变体，从而确定甲基化过程中重要的成员，” Selker说，“我们确定了DNA甲基化的方式是受调控的，以及生物体DNA甲基化做什么。我们设想我们在链孢霉菌中的发现适用于其他的生物体系。”在这个情况下，Keyur使用几种不同的手段仔细证实了PP1是正常DNA甲基化所必须的。“DNA甲基化与外源DNA和一系列正常基因的沉默有关系，这些正常基因包括了惰性的X染色体，胎教基因和肿瘤抑制基因，”他说，而且基因的分级甲基化可以导致癌症。
这项研究由Selker申请的美国国立卫生研究院基金和Adhvaryu的美国心脏协会奖学金支持。
本文根据俄勒冈州大学提供的材料改编。
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