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何川教授最新表觀遺傳學研究成果

妙手生春 2024-05-30 04:05:39

2016年10月08日訊 DNA N6-甲基脫氧腺苷(6mA)是一個眾所周知的原核DNA修飾

,已被證明存在于真核生物DNA中,并發(fā)揮表觀遺傳學的作用
。近期
,來自美國芝加哥大學
、中科院動物研究所和浙江大學的研究人員
,在Nature子刊《Nature Communications》發(fā)表一項研究表明
,在脊椎動物的早期發(fā)育過程中
,6mA積累了多達0.1%到0.2%的脫氧腺苷
,但是隨著胚胎發(fā)育的進展減少至本底水平
。在這個過程中,很大一部分6mA位于基因組中的重復區(qū)域

加州大學的何川教授

、中科院動物研究所的陳大華(Dahua Chen)研究員和浙江大學動物科學學院的汪以真(Yizhen Wang)教授,是本文共同通訊作者。

動態(tài)的DNA甲基化使遺傳代碼擴大至超越四種堿基

,并攜帶重要的表觀遺傳信息
,可以在細胞或生物體的后代之間進行傳遞。DNA甲基化--如N4-methyldeoxylcytosine, 5-methyldeoxycytosine (5mC or m5dC)和N6-methyldeoxyadenosine (6mA or m6dA)
,已知存在于生物體內
,并具有功能性的作用。在限制修飾系統(tǒng)中
,N4-methyldeoxylcytosine和6mA主要被原核生物用來保護自己的基因組免于外源DNA入侵
,而5mC最出名的是在真核生物中發(fā)揮重要的表觀遺傳學作用,特別是在哺乳動物和植物中

雖然5mc和6mA是幾乎在幾十年前的同一時間被發(fā)現(xiàn)的

,但是對于6mA的關注因其在多細胞真核生物中的低豐度和技術的局限性,而受到限制
。在大多數(shù)細胞和脊椎動物組織中(包括哺乳動物)
,6mA被檢測的水平有幾個到幾十ppm(百萬分之一),或者使用現(xiàn)代質譜技術根本檢測不到
。在大多數(shù)生物中
,6mA的豐度極低,在與DNA堿基損傷相同的一個水平上
,已現(xiàn)引起了人們對于“m6A的功能相關性”的質疑
。就在最近,該研究小組和其他學者報道了6mA在衣藻
、秀麗隱桿線蟲和果蠅中的發(fā)現(xiàn)和表征
,表明其潛在的表觀遺傳學功能。

在衣藻中

,6ma位于轉錄起始位點附近的AT基序中
。它標志著活躍基因以及與核小體定位相關。在秀麗隱桿線蟲和果蠅的基因組中
,6mA分別影響代際遺傳和某些轉座子的表達。雖然我們一直致力于脊椎動物和哺乳動物中的6mA研究
,最近發(fā)表的一項研究報道稱
,在非洲爪蟾和哺乳動物中檢測到了6mA,盡管觀察到的6mA水平非常低(0.00009%)
。最近的一項研究在哺乳動物中檢測到了潛在的6mA去甲基酶
,這仍然需要通過生理生化研究加以證實。即使經過了富集
,所報道的6mA報道水平還是比較低
。這種修飾被發(fā)現(xiàn)在編碼區(qū)中被耗盡,并可能存在于在AG序列內容。

在這項工作中

,研究人員在斑馬魚和豬中描述了DNA 6mA修飾
。結果發(fā)現(xiàn),6mA在早期胚胎發(fā)育積累到比較高的豐度(6mA/A高達0.1%-0.2%)
,但是隨著發(fā)育的進展衰減至本底水平
。在這個過程中,大量的6mA位于基因組中的重復區(qū)域

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