近二十年來，科學家開始逐漸認識到DNA中的遺傳密碼只代表了生命藍圖中的一部分信息。遺傳信息還來自于DNA結構上的特殊化學標簽模式，這些表觀遺傳學標簽決定了DNA包裝的緊密程度以及特定基因的開關。

隨著越來越多的表觀遺傳學標簽被發(fā)現(xiàn)，研究人員開始好奇這些表觀遺傳學標簽之間是否存在著某種聯(lián)系。日前北卡羅來納州大學醫(yī)學院進行了一項研究，首次在人體兩種最基本的表觀遺傳學標簽之間建立了聯(lián)系，這兩種基礎表觀遺傳學標簽就是組蛋白修飾和DNA甲基化。該文章將于九月三十日發(fā)表在Nature Structural & Molecular Biology雜志上。

這項研究顯示，有一種被稱為UHRF1的蛋白參與了表觀遺傳學標簽的維持。UHRF1是一種重要的表觀遺傳學調控因子，在確保DNA甲基化正確復制、調控異染色質功能和基因表達中發(fā)揮著重要的作用。UHRF1也是癌癥研究中的重要靶標之一。今年三月復旦大學施揚教授就曾在美國科學院院刊PNAS上發(fā)表了一篇文章，解析了UHRF1的分子調控機制。（新聞：PNAS：解析表觀遺傳重要因子UHRF1的調控機制）

“人們一直認為DNA甲基化所在的區(qū)域可能與組蛋白修飾等其他表觀遺傳學標簽有所聯(lián)系，這一點也已經(jīng)在真菌和植物模式生物中被證實，”文章資深作者，UNC醫(yī)學院生化和生物物理學副教授Brian Strahl說。“但此前還沒有人能在人類細胞中證實這一點，因此研究界對于是否存在這種聯(lián)系一直有較大爭議?，F(xiàn)在我們有證據(jù)表明，在人類細胞中表觀遺傳學標簽之間也的確存著聯(lián)系?！?/SPAN>

Strahl與其實驗室的博后Scott Rothbart利用他們開發(fā)的新技術“第二代多肽芯片”進行了這項研究。首先，研究人員合成了特定類型的組蛋白修飾，并將它們固定在小玻片上形成點陣。他們用這種芯片來研究組蛋白修飾對不同蛋白結合的影響。研究顯示，只有UHRF1蛋白能夠與一種特殊的組蛋白修飾（組蛋白H3賴氨酸9上的甲基化）結合，而其他蛋白則不能。

隨后，Strahl及其同事致力于分析UHRF1蛋白與組蛋白修飾結合后的作用。他們發(fā)現(xiàn)在有絲分裂期間，其他結合表觀遺傳學標簽的蛋白都會受到排斥，而UHRF1蛋白依然能夠保持結合。重要的是研究顯示，該蛋白與組蛋白在整個細胞周期中保持聯(lián)系對于DNA甲基化的維持非常關鍵。這樣的結果讓研究人員非常吃驚，因為他們此前認為DNA甲基化的維持只發(fā)生在DNA復制這個階段中。

北卡羅來納州大學醫(yī)學院的這項發(fā)現(xiàn)不僅能幫助科學家理解微觀化學改變對表觀遺傳學大局的影響，還為疾病和癌癥研究提供了新線索。