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閱讀：507 發(fā)布時(shí)間：2011-8-8生物通報(bào)道：來自中科院上海生命科學(xué)研究院，美國芝加哥大學(xué)等處的研究人員揭開了表觀遺傳學(xué)修飾中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)——5-甲基胞嘧啶如何去甲基化的，這為進(jìn)一步深入分析DNA修飾方式提供了重要信息。這一研究成果公布在Science雜志上。
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文章的通訊作者是中科院上海生命科學(xué)研究院徐國良研究員，其早年畢業(yè)于畢業(yè)于浙江大學(xué)（原杭州大學(xué)），近年主要從事動(dòng)物發(fā)育（包括胚胎與成體干細(xì)胞分化）過程中DNA甲基化及組蛋白修飾在基因表達(dá)調(diào)控中的作用及其分子機(jī)理的研究。
在高等生物中比較普遍的DNA修飾方式主要是胞嘧啶甲基化，生成5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine，5mC），這一過程可以通過Tet家族雙加氧酶（dioxygenases），轉(zhuǎn)化成另外一種修飾形式：5-羥甲基胞嘧啶（5-hydroxymethylcytosine，5hmC）。這些表觀遺傳學(xué)修飾也被稱為DNA的第5種，和第6中堿基。盡管隨著表觀遺傳學(xué)研究的深入，這些修飾形式的重要性已經(jīng)得到了肯定，然而這些胞嘧啶修飾如何逆轉(zhuǎn)的，科學(xué)家們還并不清楚。
在這篇文章中，研究人員發(fā)現(xiàn)Tet雙加氧酶可以將5mC和5hmC氧化成5-胞嘧啶羧基（5-carboxylcytosine，5caC），之后5caC會(huì)被胸腺嘧啶DNA糖基化酶（TDG）識(shí)別，并消化。Tet蛋白是重新編程已經(jīng)分化的細(xì)胞的一種重要功能蛋白，人類和小鼠都擁有Tet蛋白，研究發(fā)現(xiàn)這種蛋白在DNA脫甲基過程和干細(xì)胞重新編程方面起關(guān)鍵作用。
研究人員證明了Tet在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)中都能將5mC和5hmC氧化成5-胞嘧啶羧基（5-carboxylcytosine，5caC），并且進(jìn)一步TDG敲除實(shí)驗(yàn)也說明5caC的積累，這些研究數(shù)據(jù)都表明5mC轉(zhuǎn)變成5caC，繼而被消化的過程是DNA去甲基化的一條重要途徑。
近期北卡羅來納州大學(xué)教堂山分校的張毅教授研究組也獲得了DNA甲基化修飾研究的重要進(jìn)展：發(fā)現(xiàn)了兩種新型的DNA堿基：5fC（5-胞嘧啶甲酰）和5caC（5-胞嘧啶羧基）。
在這項(xiàng)研究中，Tet蛋白也起到了關(guān)鍵作用，研究人員發(fā)現(xiàn)在一個(gè)4步反應(yīng)的*步中，Tet蛋白能將第5種堿基轉(zhuǎn)變?yōu)榈?種堿基，但他們沒有再接再厲，繼續(xù)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致他們未能發(fā)現(xiàn)第7種、第8種堿基。在的研究中，研究人員重新設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)并探測到了的兩種DNA堿基，并在人體胚胎干細(xì)胞和實(shí)驗(yàn)老鼠器官染色體組的DNA中發(fā)現(xiàn)了它們的蹤跡。
（生物通：萬