近幾十年,過敏、糖尿病和其他免疫疾病顯著增多。在這一趨勢中,環(huán)境起到的作用可能比基因更大。因此,研究團隊開始在常見免疫疾病中尋找潛在的非遺傳學(xué)因素。表觀遺傳學(xué)修飾吸引了他們的注意。
表觀遺傳學(xué)修飾可以在不改變DNA序列的情況下調(diào)控基因的活性,而且這種修飾會受到環(huán)境因素的影響。5-甲基胞嘧啶(5mC)是哺乳動物基因組zui常見的一種表觀遺傳學(xué)修飾,廣泛參與了細(xì)胞對基因表達(dá)的控制,在細(xì)胞生長、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖和疾病狀態(tài)中起到了關(guān)鍵性作用。
TET家族的雙加氧酶能夠?qū)?mC逐步氧化成5-羥甲基胞嘧啶(5hmC)、5-甲?;奏ぃ?fC)和5-羧基胞嘧啶(5caC)。研究人員發(fā)現(xiàn),人類CD4+ T細(xì)胞的分化過程中存在廣泛的5hmC重塑。在患者樣本中也很容易檢測到5hmC的存在。研究顯示,與常見免疫疾病有關(guān)的許多DNA區(qū)域富含5hmC。
這項研究指出,5hmC介導(dǎo)的DNA去甲基化對人類CD4+ T細(xì)胞很關(guān)鍵,在基因表達(dá)和細(xì)胞分化中起到了重要的作用。5hmC將基因與環(huán)境關(guān)聯(lián)起來,二者共同起作用引發(fā)人類疾病。研究人員認(rèn)為,5hmC在疾病診斷和個性化醫(yī)療中有著廣闊的應(yīng)用前景。
在哺乳動物的早期胚胎發(fā)育階段,基因組DNA會發(fā)生大規(guī)模的主動去甲基化。但去甲基化的分子機制一直是表觀遺傳領(lǐng)域的一大謎題。研究團隊為人們揭示了全基因組范圍上的DNA去甲基化動態(tài)。
5mC由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶催化產(chǎn)生,廣泛參與了細(xì)胞對基因表達(dá)的調(diào)控。不過,活性啟動子和增強子上基本沒有這種表觀遺傳學(xué)修飾。何川教授與加州大學(xué)的任兵(Bing Ren)教授合作,揭示了甲基化和去甲基化對增強子活性的調(diào)節(jié)。研究顯示,這一機制決定了細(xì)胞分化過程中的轉(zhuǎn)錄組重編程。去年二月,NEB公司的研究團隊開發(fā)了一種低成本的酶學(xué)分析方法,能夠獲得單堿基分辨率的5hmC和5fC全基因組圖譜
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