最近，德國(guó)美因茨分子生物學(xué)研究所（IMB）的科學(xué)家，已經(jīng)確定了“表觀遺傳標(biāo)記如何被從DNA中去除”這個(gè)謎題的一個(gè)缺失部分。針對(duì)DNA去甲基化的研究，進(jìn)一步闡釋了對(duì)于發(fā)育和疾?。ㄈ绨┌Y）至關(guān)重要的一個(gè)基本過(guò)程。表觀遺傳學(xué)是由基因表達(dá)的遺傳性變化定義的，并不是來(lái)自于DNA序列本身的變化。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在1月11日的《Nature Structural and Molecular Biology》。

表觀遺傳學(xué)過(guò)程在一系列疾病中發(fā)揮主要作用，如心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病和癌癥。其中最顯著的表觀遺傳學(xué)過(guò)程是DNA甲基化，動(dòng)物DNA的四個(gè)堿基之一通過(guò)一個(gè)甲基標(biāo)記。DNA甲基化通常會(huì)降低周圍基因的活性。

關(guān)于甲基標(biāo)記是如何被放置在DNA上的，我們已經(jīng)了解很多，但它們是如何去除的——這一過(guò)程稱為DNA去甲基化，從而基因是如何被重新激活的，我們尚不明確。在這項(xiàng)研究中，IMB科學(xué)家已經(jīng)確定了兩個(gè)蛋白——Neil1與Neil2，對(duì)于DNA去甲基化是至關(guān)重要的。本文第一作者Lars Schomacher指出：“這些蛋白解釋了‘DNA如何被有效的去甲基化’的一連串事件中的一個(gè)缺失環(huán)節(jié)。”

有趣的是，DNA去甲基化已被證明涉及DNA修復(fù)機(jī)制的蛋白質(zhì)。因此，表觀遺傳學(xué)基因調(diào)控和基因組的維護(hù)是聯(lián)系在一起的。Schomacher和他的同事們?cè)?span lang="EN-US">Neil1與Neil2中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)以上的修復(fù)因子，不僅能保護(hù)DNA的完整性，而且還參與了DNA去甲基化。研究人員表明，Neils的作用是增加另一種蛋白質(zhì)Tdg的活性，已知這個(gè)蛋白對(duì)于DNA去甲基化是至關(guān)重要的。

Neils和Tdg是對(duì)于生存和發(fā)育必不可少的蛋白質(zhì)。Schomacher等人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，他們?cè)谝粋€(gè)非常早期的青蛙胚胎中去除了這些蛋白質(zhì)中的任意一個(gè)。他們發(fā)現(xiàn)，胚胎出現(xiàn)了嚴(yán)重的發(fā)育問(wèn)題，并在成年期之前死亡。

無(wú)法設(shè)置和重置DNA上的甲基標(biāo)記，與發(fā)育異常和癌癥相關(guān)，在這些疾病當(dāng)中，細(xì)胞忘記了它們是什么類型，并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，將有助于我們了解更多關(guān)于這種疾病的進(jìn)程，并可能為開發(fā)新療法提供新的途徑。